JP6948660B2 - Method of introducing foreign substances into cells and materials used for the method - Google Patents

Method of introducing foreign substances into cells and materials used for the method Download PDF

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Description

本発明は、外来物質の細胞内への導入方法ならびに該方法に用いる材料に関する。詳しくは、マクロピノサイトーシスによるエクソソーム(エキソソーム、Exosome)の取り込みを利用して、外来物質を対象の細胞内へ導入する方法ならび該方法に用いる材料に関する。
なお、本出願は2014年11月13日に出願された日本国特許出願2014−230472号に基づく優先権を主張しており、当該日本国出願の全内容は本明細書中に参照として援用されている。
The present invention relates to a method for introducing a foreign substance into a cell and a material used for the method. More specifically, the present invention relates to a method for introducing a foreign substance into a target cell by utilizing the uptake of an exosome (exosome) by macropinocytosis, and a material used for the method.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-230472 filed on November 13, 2014, and the entire contents of the Japanese application are incorporated herein by reference. ing.

薬学分野において、体内の薬物分布を空間的、時間的、量的に制御するための技術の開発は、非常に重要なテーマの一つである。上記体内の薬物分布を好適に制御することで、例えば、薬理効果の増強、副作用の軽減、投与回数の低減、経費の削減等が可能となる。このような体内の薬物分布を空間的、時間的、量的に制御する技術は、一般的にドラッグデリバリーシステム(DDS:Drug Delivery System)と呼ばれ、盛んに研究開発が行われている。 In the field of pharmacy, the development of technology for controlling the distribution of drugs in the body spatially, temporally, and quantitatively is one of the very important themes. By appropriately controlling the drug distribution in the body, for example, it is possible to enhance the pharmacological effect, reduce side effects, reduce the number of administrations, reduce costs, and the like. Such a technique for controlling the distribution of drugs in the body spatially, temporally, and quantitatively is generally called a drug delivery system (DDS), and is being actively researched and developed.

近年、細胞レベルでのDDSに関する技術、典型的には、外来物質を目的の細胞に効率よく導入する技術が注目されている。かかる技術を応用することで、例えば、疾患の原因細胞に対して目的の薬剤を効率よく供給(作用)させることが可能となる。特に、正常細胞に対する副作用が強い薬(例えば抗がん剤)を目的細胞(例えばがん細胞)に効率よく作用させることができれば、副作用を低減しつつ高い効果を発揮することを実現することができる。
また、かかる細胞レベルでのDDSに関する技術は、再生医療分野においても注目度が高い。例えば、かかる技術を応用することで、初期化因子や分化誘導因子等を目的の細胞に効率よく導入することができる。また、再生医療用の移植材料(例えば、再生医療に用いる幹細胞、あるいは該幹細胞から分化誘導した細胞や組織等)を生体内に移植する際に、該移植材料が生体内で生着するまでに必要な因子等を、該移植材料に対して効率よく供給することに応用することも可能である。
特許文献1〜3には、かかる細胞レベルでのDDSに関する技術として、種々のキャリア物質を用いて所望の物質(典型的には薬剤)を細胞内へ導入する手法が記載されている。
In recent years, a technique related to DDS at the cellular level, typically a technique for efficiently introducing a foreign substance into a target cell, has attracted attention. By applying such a technique, for example, it becomes possible to efficiently supply (act) a target drug to the causative cells of a disease. In particular, if a drug having strong side effects on normal cells (for example, an anticancer drug) can be efficiently acted on target cells (for example, cancer cells), it is possible to realize a high effect while reducing side effects. can.
In addition, such technology related to DDS at the cellular level has attracted a great deal of attention in the field of regenerative medicine. For example, by applying such a technique, a reprogramming factor, a differentiation-inducing factor, or the like can be efficiently introduced into a target cell. In addition, when a transplant material for regenerative medicine (for example, a stem cell used for regenerative medicine, or a cell or tissue induced to differentiate from the stem cell) is transplanted into a living body, before the transplanted material is engrafted in the living body. It is also possible to apply necessary factors and the like to efficiently supply the transplant material.
Patent Documents 1 to 3 describe a technique for introducing a desired substance (typically a drug) into cells using various carrier substances as a technique relating to DDS at the cell level.

特開2013−121986号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-121986 特開2013−063926号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-06392 特表2003−517886号公報Special Table 2003-517886

ケミストリー・アンド・バイオロジー(Chemistry & Biology)、19巻、2012年、pp.1437−1446Chemistry & Biology, Vol. 19, 2012, pp. 1437-1446 ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(The Journal of Biological Chemistry)、289巻、2014年、pp.22258−22267The Journal of Biological Chemistry, Volume 289, 2014, pp. 22258-22267 ジャーナル・オブ・セルサイエンス(Journal of Cell Science)、94巻、1989年、pp.135−142Journal of Cell Science, Vol. 94, 1989, pp.135-142

ところで、例えば特許文献1〜3等に記載の従前のDDSでは、外来物質を細胞内に導入するためのキャリア物質として、一般的に生体外の化合物を用いている。このような生体外の化合物を用いると、かかる担体に由来する細胞毒性や該担体に対する免疫反応等により、十分な効果が発揮できない場合があった。
このため、生体由来の物質を用いて外来物質を細胞内に導入する技術の確立が試みられている。
By the way, for example, in the conventional DDS described in Patent Documents 1 to 3 and the like, an in vitro compound is generally used as a carrier substance for introducing a foreign substance into a cell. When such an in vitro compound is used, a sufficient effect may not be exhibited due to cytotoxicity derived from such a carrier, an immune reaction against the carrier, and the like.
For this reason, attempts have been made to establish a technique for introducing a foreign substance into a cell using a substance derived from a living body.

本発明は、かかる事情に鑑み、外来物質を細胞内へ導入するために用いる新規の材料の提供を目的として創出されたものである。具体的には、生体由来の物質を利用して外来物質を生体内に導入する技術の確立を目的とする。また、かかる材料を使用して、対象の細胞に外来物質を導入するための方法の提供を他の目的とする。 In view of such circumstances, the present invention has been created for the purpose of providing a novel material used for introducing a foreign substance into a cell. Specifically, the purpose is to establish a technique for introducing a foreign substance into a living body by using a substance derived from the living body. Another object is to provide a method for introducing a foreign substance into a cell of interest using such a material.

本発明者らは、上記目的を達成するために、生体内に広く分布して存在するエクソソームに着目した。エクソソームとは、生体内(典型的には体液中)に存在する脂質二重膜でできた小胞である。本発明者らは、エクソソームが細胞内へ取り込まれる機序に関する研究を鋭意推進したところ、対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導することによって、エクソソーム内に内包した外来物質を対象細胞に好適に導入し得ることを見出した。さらに、本発明者らは、マクロピノサイトーシスを誘導する物質を内包するエクソソームを対象細胞に供給することで、該対象細胞における該エクソソームの取り込みが促進されることを新たに見出した。本発明者らは、これらの知見に基づいて、本発明を完成させるに至った。 In order to achieve the above object, the present inventors have focused on exosomes that are widely distributed in the living body. Exosomes are vesicles made of lipid bilayer membranes that are present in the body (typically in body fluids). The present inventors have enthusiastically promoted research on the mechanism by which exosomes are taken up into cells, and by inducing macropinocytosis in the target cells, foreign substances contained in the exosomes are suitable for the target cells. Found that it could be introduced in. Furthermore, the present inventors have newly found that by supplying a target cell with an exosome containing a substance that induces macropinocytosis, the uptake of the exosome in the target cell is promoted. Based on these findings, the present inventors have completed the present invention.

ここで、非特許文献1には、特定の受容体を刺激する物質を細胞に供給することでマクロピノサイトーシスが活性化する現象について記載されており、また、非特許文献2には、マクロピノサイトーシスによりエクソソームが細胞内に取り込まれる現象について記載されている。しかし、マクロピノサイトーシスを誘導することによって、エクソソーム内に内包した外来物質を対象細胞に好適に導入し得ること、および、マクロピノサイトーシスを誘導する物質を内包するエクソソームを細胞に供給することによって、該細胞におけるエクソソームの取り込みが促進されることについては、開示も示唆もない。 Here, Non-Patent Document 1 describes a phenomenon in which macropinocytosis is activated by supplying a substance that stimulates a specific receptor to a cell, and Non-Patent Document 2 describes a macro. The phenomenon that exosomes are taken up into cells by pinocytosis is described. However, by inducing macropinocytosis, foreign substances contained in exosomes can be suitably introduced into target cells, and exosomes containing substances that induce macropinocytosis can be supplied to cells. There is no disclosure or suggestion that exosome uptake in the cells is promoted.

本発明によると、上記目的を実現すべく、対象細胞に供給された際(典型的には該細胞を培養している培地中に添加された際)に、外来物質を該細胞内へ導入する能力を有するエクソソーム(以下、かかるエクソソームを「外来物質導入用エクソソーム」ともいう)が提供される。
即ち、ここで開示されるエクソソーム(外来物質導入用エクソソーム)は、対象細胞に対して外来物質を該細胞の外から細胞内へ導入するために用いるエクソソームであって、
1種または2種以上の外来物質と、
対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質と、
を内包する、エクソソームである。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a foreign substance is introduced into the target cell when it is supplied to the target cell (typically when it is added to the medium in which the cell is cultured). Exosomes having the ability (hereinafter, such exosomes are also referred to as “exosomes for introducing foreign substances”) are provided.
That is, the exosome disclosed here (exosome for introducing a foreign substance) is an exosome used for introducing a foreign substance into a target cell from the outside of the cell into the cell.
With one or more foreign substances
Substances that induce macropinocytosis in target cells and
It is an exosome that contains.

ここで開示される外来物質導入用エクソソームは、該エクソソーム内にマクロピノサイトーシスを誘導する物質と、外来物質とを内包することを特徴とする。このことにより、対象の細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導(活性化)し、対象細胞による該エクソソームの取り込みを促進させることができる。したがって、外来物質導入用エクソソーム中に内包した外来物質を、対象細胞の細胞内に効率よく導入することができる。
ここで、エクソソームとは生体由来の物質である。このため、生体外の化合物由来の物質と比較して、エクソソームによる細胞毒性やエクソソームに対する免疫反応を低減し得る。このため、エクソソームは、外来物質を導入するためのキャリアとして好ましい。
また、ここで開示される外来物質導入用エクソソームは、エクソソーム内に目的の外来物質とマクロピノサイトーシスを誘導する物質とを内包しているため、マクロピノサイトーシスを誘導する物質と外来物質を内包するエクソソームとを目的の細胞に対して各々供給する操作や、これらを混合する操作等を行う必要がない。このため、対象細胞に対して外来物質導入用エクソソームを供給するという簡便な操作によって、対象の細胞内に目的の外来物質を導入することができる。
また、エクソソームは、細胞培養液中で安定してその構造を維持し得る小胞である。また、生体内(例えば血中内等)でも分解されにくく安定して存在し得る。このため、エクソソーム内にマクロピノサイトーシスを誘導する物質および外来物質を内包することで、これらの物質が分解(代謝、失活)されることを低減することができる。例えば、肝臓での薬物代謝、排泄物としての排出、免疫細胞による排除等を好適に低減(回避)し得る。したがって、ここで開示の外来物質導入用エクソソームによると、マクロピノサイトーシスを誘導する物質および外来物質を安定して細胞(特に生体内の細胞)に供給することができる。
このため、ここで開示される外来物質導入用エクソソームは、外来物質を対象細胞内に導入する用途に用いられる組成物の成分として好ましい。また、外来物質を対象細胞内に導入する方法に利用することができる。
The exosome for introducing a foreign substance disclosed herein is characterized by containing a substance that induces macropinocytosis and the foreign substance in the exosome. This makes it possible to induce (activate) macropinocytosis in the target cell and promote the uptake of the exosome by the target cell. Therefore, the foreign substance contained in the exosome for introducing the foreign substance can be efficiently introduced into the target cell.
Here, the exosome is a substance derived from a living body. Therefore, the cytotoxicity of exosomes and the immune response to exosomes can be reduced as compared with substances derived from in vitro compounds. For this reason, exosomes are preferred as carriers for introducing foreign substances.
Further, since the exosome for introducing a foreign substance disclosed here contains a target foreign substance and a substance that induces macropinocytosis in the exosome, the substance that induces macropinocytosis and the foreign substance are contained in the exosome. It is not necessary to perform an operation of supplying the contained exosomes to the target cells, or an operation of mixing them. Therefore, the target foreign substance can be introduced into the target cell by a simple operation of supplying the exosome for introducing the foreign substance to the target cell.
Exosomes are vesicles that can stably maintain their structure in cell culture medium. In addition, it is difficult to be decomposed even in a living body (for example, in blood) and can exist stably. Therefore, by including a substance that induces macropinocytosis and a foreign substance in the exosome, it is possible to reduce the decomposition (metabolism, inactivation) of these substances. For example, drug metabolism in the liver, excretion as excrement, elimination by immune cells, etc. can be suitably reduced (avoided). Therefore, according to the exosome for introducing a foreign substance disclosed here, a substance that induces macropinocytosis and a foreign substance can be stably supplied to cells (particularly cells in a living body).
Therefore, the exosome for introducing a foreign substance disclosed here is preferable as a component of a composition used for introducing a foreign substance into a target cell. It can also be used as a method for introducing a foreign substance into a target cell.

ここで開示されるエクソソーム(外来物質導入用エクソソーム)の好ましい一態様では、前記対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質が、上皮成長因子受容体(epidermal growth factor receptor:EGFR)を刺激(活性化)する物質、またはCXCケモカイン受容体4(CXC Chemokine receptor 4:CXCR4、或いは、CD184またはFusinともいう)を刺激(活性化)する物質である。
上皮成長因子受容体およびCXCケモカイン受容体4は、該受容体を刺激することでマクロピノサイトーシスを誘導し得る受容体の典型例である。このため、上記上皮成長因子受容体を刺激(活性化)する物質およびCXCケモカイン受容体4を刺激(活性化)する物質は、マクロピノサイトーシスを誘導する物質として好適である。
なかでも、前記対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質として、EGFもしくはそのアナログ、またはSDF(stromal cell-derived factor:ストローマ細胞由来因子)もしくはそのアナログを内包するエクソソームは、ここで開示されるエクソソーム(外来物質導入用エクソソーム)の好適な一態様である。EGF若しくはそのアナログは、上記上皮成長因子受容体を好適に刺激する物質であり、SDF若しくはそのアナログは、上記CXCケモカイン受容体4を好適に刺激する物質である。
一般的に、ケモカインは分子内に保存された4つのシステイン残基(C)をもち、N末端側の2つのシステイン残基と他のアミノ酸残基との配列の関係の違いに応じて4つのサブファミリー(C、CC、CXC、CX3C)に分類される。このうちCXCケモカインとは、上記N末端側の2つのシステイン残基(C)の間に1つの任意のアミノ酸残基(X)が存在するアミノ酸配列(「C−X−C」配列)を有するサブファミリーに属するケモカインをいう。
In a preferred embodiment of the exosomes disclosed herein (exosomes for introducing foreign substances), the substance that induces macropinocytosis in the target cells stimulates the epidermal growth factor receptor (EGFR). A substance that stimulates (activates) CXC Chemokine receptor 4: CXCR4, or CD184 or Fusin.
Epidermal growth factor receptor and CXC chemokine receptor 4 are typical examples of receptors that can induce macropinocytosis by stimulating the receptor. Therefore, the substance that stimulates (activates) the epidermal growth factor receptor and the substance that stimulates (activates) the CXC chemokine receptor 4 are suitable as substances that induce macropinocytosis.
Among them, EGF or its analog, or SDF (stromal cell-derived factor) or an exosome containing the analog as a substance that induces macropinocytosis in the target cell is disclosed here. This is a preferred embodiment of the exosome to be used (exosome for introducing a foreign substance). EGF or its analog is a substance that preferably stimulates the epidermal growth factor receptor, and SDF or its analog is a substance that preferably stimulates the CXC chemokine receptor 4.
In general, chemokines have four cysteine residues (C) conserved in the molecule, four depending on the difference in the sequence relationship between the two N-terminal cysteine residues and other amino acid residues. It is classified into subfamilies (C, CC, CXC, CX3C). Of these, the CXC chemokine has an amino acid sequence (“CX—C” sequence) in which one arbitrary amino acid residue (X) is present between the two cysteine residues (C) on the N-terminal side. A chemokine that belongs to a subfamily.

ここで開示されるエクソソーム(外来物質導入用エクソソーム)の好ましい一態様では、上記外来物質が、薬理活性を有する物質である。かかる構成とすることで、対象細胞に対して薬理活性を有する物質を効率よく供給することが可能となる。これにより、薬理活性を有する物質の薬理効果を高レベルで発揮することができる。 In a preferred embodiment of the exosome (exosome for introducing a foreign substance) disclosed herein, the foreign substance is a substance having pharmacological activity. With such a configuration, it is possible to efficiently supply a substance having pharmacological activity to the target cells. As a result, the pharmacological effect of the substance having pharmacological activity can be exhibited at a high level.

ここで開示されるエクソソーム(外来物質導入用エクソソーム)の好ましい一態様では、上記対象細胞がヒトの腫瘍細胞であり、且つ、上記外来物質が抗腫瘍活性を有する化合物である。抗腫瘍活性を有する化合物は、典型的には正常細胞に対する副作用が強いものが多い。かかる態様によると、抗腫瘍活性を有する化合物をヒトの腫瘍細胞に対して効率よく供給し得るため、抗腫瘍活性を有する化合物による正常細胞に対する副作用を低減しつつ、腫瘍細胞に対して抗腫瘍活性を高レベルに発揮することができる。 In a preferred embodiment of the exosome (exosome for introducing a foreign substance) disclosed herein, the target cell is a human tumor cell, and the foreign substance is a compound having antitumor activity. Many compounds having antitumor activity typically have strong side effects on normal cells. According to this aspect, since the compound having antitumor activity can be efficiently supplied to human tumor cells, the antitumor activity against tumor cells is reduced while the side effects of the compound having antitumor activity on normal cells are reduced. Can be demonstrated at a high level.

また、本発明は、他の側面として、対象細胞に対して、外来物質を該細胞の外から細胞内へ導入するために用いる組成物(以下、かかる組成物を、「外来物質導入用組成物」ともいう)であって、
薬学的に許容可能な1種または2種以上の担体と、
対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質と、
1種または2種以上の外来物質を内包するエクソソームと、
を含む、組成物(薬学的組成物)を提供する。
かかる構成の組成物(外来物質導入用組成物)は、マクロピノサイトーシスを誘導する物質を含むため、対象細胞に対してエクソソームの取り込みを好適に促進することができる。これにより、エクソソーム中に内包した外来物質を効率よく対象細胞内に導入することができる。
In addition, as another aspect of the present invention, a composition used for introducing a foreign substance into a target cell from the outside of the cell into the cell (hereinafter, such a composition is referred to as "a composition for introducing a foreign substance". (Also called)
With one or more pharmaceutically acceptable carriers
Substances that induce macropinocytosis in target cells and
Exosomes containing one or more foreign substances and
To provide a composition (pharmaceutical composition) comprising.
Since the composition having such a constitution (composition for introducing a foreign substance) contains a substance that induces macropinocytosis, it is possible to suitably promote the uptake of exosomes into a target cell. As a result, the foreign substance contained in the exosome can be efficiently introduced into the target cell.

また、本発明は、他の側面として、対象細胞に対して外来物質を該細胞の外から細胞内へ導入するために用いる組成物(外来物質導入用組成物)であって、
薬学的に許容可能な1種または2種以上の担体と、
対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質と1種または2種以上の外来物質のいずれも内包するエクソソームと、
を含む、組成物(薬学的組成物)を提供する。
かかる構成の組成物(外来物質導入用組成物)は、マクロピノサイトーシスを誘導する物質をエクソソーム内に内包するため、対象細胞に対して該エクソソームの取り込みを好適に促進することができる。これにより、エクソソーム内に内包した外来物質を効率よく対象細胞内に導入することができる。さらに、対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質をエクソソーム内に内包するため、該マクロピノサイトーシスを誘導する物質を対象細胞に安定して供給することができる。
Further, as another aspect, the present invention is a composition (composition for introducing a foreign substance) used for introducing a foreign substance into a target cell from the outside of the cell into the cell.
With one or more pharmaceutically acceptable carriers
Exosomes containing both substances that induce macropinocytosis in target cells and one or more foreign substances, and
To provide a composition (pharmaceutical composition) comprising.
Since the composition having such a constitution (composition for introducing a foreign substance) contains a substance that induces macropinocytosis in the exosome, the uptake of the exosome can be suitably promoted to the target cell. As a result, the foreign substance contained in the exosome can be efficiently introduced into the target cell. Furthermore, since a substance that induces macropinocytosis with respect to the target cell is included in the exosome, the substance that induces macropinocytosis can be stably supplied to the target cell.

また、本発明は、他の側面として、インビトロにおいて、外来物質を対象細胞の細胞内に導入する方法であって、
対象の細胞を含む細胞培養物を準備すること、および
前記細胞培養物中に、対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質と、1種または2種以上の外来物質とをいずれも内包するエクソソームを供給すること、
を含む方法を提供する。
かかる外来物質の導入方法によると、対象細胞を含む培養物中(典型的には当該細胞を培養する培地中)にエクソソームを供給するという簡易な方法により、外来物質を高効率に目的細胞に導入することができる。また、生体由来の物質であるエクソソームを、外来物質を細胞内に導入するためのキャリアとして用いることで、該キャリアによる細胞毒性を低減し得る。
Further, as another aspect, the present invention is a method for introducing a foreign substance into a target cell in vitro.
Prepare a cell culture containing the target cells, and include in the cell culture a substance that induces macropinocytosis with respect to the target cells and one or more foreign substances. Supplying exosomes,
Provide a method including.
According to the method for introducing a foreign substance, the foreign substance is introduced into a target cell with high efficiency by a simple method of supplying exosomes into a culture containing the target cells (typically in a medium for culturing the cells). can do. Further, by using an exosome, which is a substance derived from a living body, as a carrier for introducing a foreign substance into a cell, cytotoxicity due to the carrier can be reduced.

図1は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル1)を対象細胞(A431細胞)に供給し、EGF存在下或いはEGF非存在下で培養したときの、該細胞によるエクソソームの取り込みについて、共焦点レーザー顕微鏡を用いて調べた顕微鏡写真(画像)である。左側(CD63−GFP exosomeの列)に示す写真(画像)は、エクソソームの局在を蛍光観察により調べた蛍光顕微鏡写真(FL画像)である。また、右側の列(Mergeの列)に示す写真(画像)は、左側の列に示すFL画像と、Hoechst33342による核染色画像とを重ねた(マージした)画像である。なお、写真中のスケールはいずれも20μmである。FIG. 1 shows a confocal laser scanning microscope for uptake of exosomes by the cells when the exosomes (sample 1) according to one test example were supplied to the target cells (A431 cells) and cultured in the presence or absence of EGF. It is a micrograph (image) examined using a microscope. The photograph (image) shown on the left side (row of CD63-GFP exosome) is a fluorescence micrograph (FL image) in which the localization of exosomes was examined by fluorescence observation. The photograph (image) shown in the right column (Merge column) is an image in which the FL image shown in the left column and the nuclear-stained image by Hoechst33342 are superimposed (merged). The scales in the photographs are all 20 μm. 図2は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル1)を対象細胞(A431細胞)に供給し、培地条件(FBSの有無およびEGFの濃度)を変えて培養したときの、該細胞によるエクソソームの取り込みについて、フローサイトメーターを用いた分析により調べた結果を示すグラフである。かかるグラフは、各試験区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を、コントロール区(FBS無添加、且つEGF無添加の培地条件で培養した試験区)における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度との相対比で示す。同様の試験を独立して3回繰り返したときの平均値を棒グラフで示し、標準偏差(±SD)をエラーバーで示す。FIG. 2 shows the uptake of exosomes by the cells when the exosomes (sample 1) according to one test example were supplied to the target cells (A431 cells) and cultured under different medium conditions (presence or absence of FBS and EGF concentration). It is a graph which shows the result which examined by the analysis using the flow cytometer. In such a graph, the average GFP fluorescence intensity per cell in each test group is relative to the average GFP fluorescence intensity per cell in the control group (test group cultured under medium conditions without addition of FBS and EGF). Shown by ratio. The average value when the same test is repeated three times independently is shown by a bar graph, and the standard deviation (± SD) is shown by an error bar. 図3は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル1)とデキストランとを対象細胞(A431細胞)に供給し、EGF存在下で培養したときの、該細胞によるエクソソームおよびデキストランの取り込みについて、共焦点レーザー顕微鏡を用いて調べた顕微鏡写真(画像)である。左上(Exosome)に示す写真(画像)は、エクソソームの局在を蛍光観察により調べた蛍光顕微鏡写真である。また、左下(Dextran)に示す写真(画像)は、デキストランの局在を蛍光観察により調べた蛍光顕微鏡写真である。右(Merge)に示す写真(画像)は、左上に示す画像(Exosome)と、左下に示す画像(Dextran)とを重ねた(マージした)画像である。写真(画像)中の矢印は、細胞内に取り込まれたエクソソームとデキストランが共局在している領域の典型例を指している。なお、写真中のスケールはいずれも10μmである。FIG. 3 shows a confocal laser scanning microscope for uptake of exosomes and dextran by the cells when the exosomes (sample 1) and dextran according to one test example were supplied to the target cells (A431 cells) and cultured in the presence of EGF. It is a micrograph (image) examined using a microscope. The photograph (image) shown in the upper left (Exosome) is a fluorescence micrograph in which the localization of exosomes is examined by fluorescence observation. The photograph (image) shown in the lower left (Dextran) is a fluorescence micrograph in which the localization of dextran was examined by fluorescence observation. The photograph (image) shown on the right (Merge) is an image in which the image (Exosome) shown on the upper left and the image (Dextran) shown on the lower left are superimposed (merged). The arrows in the photographs (images) point to typical examples of regions where exosomes and dextran taken up into cells are co-localized. The scales in the photographs are all 10 μm. 図4は、培地中にマクロピノサイトーシスの阻害剤である5-(N-ethyl-N-isopropyl) amiloride(以下、「EIPA」ともいう)を添加して培養し、その後一試験例にかかるエクソソーム(サンプル1)を対象細胞(A431細胞)に供給して培養したときの、該細胞によるエクソソームの取り込みについて、フローサイトメーターを用いた分析により調べた結果を示すグラフである。かかるグラフは、EIPA処理区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を、コントロール区(EIPA無処理区)における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度との相対比で示す。同様の試験を独立して3回繰り返したときの平均値を棒グラフで示し、標準偏差(±SD)をエラーバーで示す。In FIG. 4, 5- (N-ethyl-N-isopropyl) amiloride (hereinafter, also referred to as “EIPA”), which is an inhibitor of macropinocytosis, is added to the medium and cultured, and then one test example is applied. It is a graph which shows the result of having examined the uptake of an exosome by the cell when the exosome (sample 1) was supplied to the target cell (A431 cell) and cultured by the analysis using the flow cytometer. Such a graph shows the average GFP fluorescence intensity per cell in the EIPA-treated group as a relative ratio to the average GFP fluorescence intensity per cell in the control group (EIPA untreated group). The average value when the same test is repeated three times independently is shown by a bar graph, and the standard deviation (± SD) is shown by an error bar. 図5は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル1)を対象細胞(A431細胞)に供給し、培地中のEGF濃度を変えて培養したときの、該細胞の細胞生存率(%)を調べた結果を示すグラフである。かかるグラフは、各試験区における細胞生存率(%)を、コントロール区(エクソソームおよびEGFのいずれも添加しない培養条件で培養した試験区)における細胞生存率(%)との相対比で示す。同様の試験を独立して3回繰り返したときの平均値を棒グラフで示し、標準偏差(±SD)をエラーバーで示す。FIG. 5 shows the cell viability (%) of the cells when the exosome (Sample 1) according to one test example was supplied to the target cells (A431 cells) and cultured at different EGF concentrations in the medium. It is a graph which shows the result. Such a graph shows the cell viability (%) in each test group as a relative ratio to the cell viability (%) in the control group (the test group cultured under the culture conditions to which neither exosome nor EGF was added). The average value when the same test is repeated three times independently is shown by a bar graph, and the standard deviation (± SD) is shown by an error bar. 図6は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル2)またはサポリンを対象細胞(A431細胞)に供給し、EGF存在下またはEGF非存在下で培養したときの、該細胞の細胞生存率(%)を調べた結果を示すグラフである。かかるグラフは、各試験区における細胞生存率(%)を、コントロール区(エクソソーム、サポリン、およびEGFのいずれも添加しない培養条件で培養した試験区)における細胞生存率(%)との相対比で示す。同様の試験を独立して3回繰り返したときの平均値を棒グラフで示し、標準偏差(±SD)をエラーバーで示す。FIG. 6 shows the cell viability (%) of the cells when the exosome (sample 2) or saporin according to one test example was supplied to the target cells (A431 cells) and cultured in the presence or absence of EGF. It is a graph which shows the result of having investigated. Such a graph shows the relative ratio of the cell viability (%) in each test group to the cell viability (%) in the control group (test group cultured under culture conditions without addition of exosomes, saporins, and EGF). show. The average value when the same test is repeated three times independently is shown by a bar graph, and the standard deviation (± SD) is shown by an error bar. 図7は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル1、3、5)を対象細胞(A431細胞)に供給して培養したときの、該細胞によるエクソソームの取り込みについて、フローサイトメーターを用いた分析により調べた結果を示すグラフである。かかるグラフは、各試験区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を、サンプル1添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度との相対比で示す。同様の試験を独立して3回繰り返したときの平均値を棒グラフで示し、標準偏差(±SD)をエラーバーで示す。FIG. 7 shows the uptake of exosomes by the cells when the exosomes (samples 1, 3, 5) according to one test example were supplied to the target cells (A431 cells) and cultured by analysis using a flow cytometer. It is a graph which shows the result of the investigation. Such a graph shows the average GFP fluorescence intensity per cell in each test group as a relative ratio to the average GFP fluorescence intensity per cell in the sample 1 addition group. The average value when the same test is repeated three times independently is shown by a bar graph, and the standard deviation (± SD) is shown by an error bar. 図8は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル2または4)を対象細胞(A431細胞)に供給して培養したときの、該細胞の細胞生存率(%)を調べた結果を示すグラフである。かかるグラフは、横軸に培地中のエクソソーム濃度を示し、縦軸に各試験区における細胞生存率(%)を、コントロール区(エクソソーム無添加、且つEGF無添加の培養条件で培養した試験区)における細胞生存率(%)との相対比で示す。同様の試験を独立して3回繰り返したときの平均値をそれぞれプロットして示し、標準偏差(±SD)をエラーバーで示す。FIG. 8 is a graph showing the results of examining the cell viability (%) of the exosomes (samples 2 or 4) according to one test example when the target cells (A431 cells) were supplied and cultured. .. In such a graph, the horizontal axis shows the exosome concentration in the medium, and the vertical axis shows the cell viability (%) in each test group, and the control group (test group cultured under culture conditions without exosome addition and EGF addition). It is shown as a relative ratio with the cell viability (%) in. The mean values when the same test is repeated three times independently are plotted and shown, and the standard deviation (± SD) is shown by error bars. 図9は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル2または4)を対象細胞(A431細胞)に供給して培養したときの対象細胞の形態について、光学顕微鏡を用いて観察した顕微鏡写真(画像)を示す。図中の濃度(μg/mL)は培地中のエクソソーム濃度を示す。FIG. 9 is a photomicrograph (image) of the morphology of the target cells when the exosomes (samples 2 or 4) according to one test example were supplied to the target cells (A431 cells) and cultured using an optical microscope. show. The concentration (μg / mL) in the figure indicates the exosome concentration in the medium. 図10は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル1)を対象細胞(A431細胞)に供給し、培地中のEGF濃度を変えて96時間培養したときの、該細胞によるエクソソームの取り込みについて、フローサイトメーターを用いた分析により調べた結果を示すグラフである。かかるグラフは、各試験区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を、コントロール区(EGF無添加区)における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度との相対比で示す。同様の試験を独立して3回繰り返したときの平均値を棒グラフで示し、標準偏差(±SD)をエラーバーで示す。FIG. 10 shows a flow site regarding the uptake of exosomes by the cells when the exosomes (sample 1) according to one test example were supplied to the target cells (A431 cells) and cultured for 96 hours at different EGF concentrations in the medium. It is a graph which shows the result which examined by the analysis using the meter. Such a graph shows the average GFP fluorescence intensity per cell in each test group as a relative ratio to the average GFP fluorescence intensity per cell in the control group (EGF-free group). The average value when the same test is repeated three times independently is shown by a bar graph, and the standard deviation (± SD) is shown by an error bar. 図11は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル1)を対象細胞(A431細胞)に供給し、EGF存在下或いはEGF非存在下で96時間培養したときの、該細胞によるエクソソームの取り込みについて、共焦点レーザー顕微鏡を用いて調べた顕微鏡写真(画像)である。左側の列(CD63−GFP exosomeの列)に示す写真(画像)は、エクソソームの局在を蛍光観察により調べた蛍光顕微鏡写真(FL画像)である。中央の列(Hoechst33342の列)に示す写真(画像)はHoechst33342による核染色画像である。また、右側の列(Mergeの列)に示す写真(画像)は、左側の列に示すFL画像と、中央の列に示す核染色画像とを重ねた(マージした)画像である。なお、写真中のスケールはいずれも20μmである。FIG. 11 shows the uptake of exosomes by the cells when the exosomes (sample 1) according to one test example were supplied to the target cells (A431 cells) and cultured for 96 hours in the presence of EGF or in the absence of EGF. It is a micrograph (image) examined using a confocal laser scanning microscope. The photograph (image) shown in the left column (column of CD63-GFP exosome) is a fluorescence micrograph (FL image) in which the localization of exosomes is examined by fluorescence observation. The photograph (image) shown in the central row (row of Hoechst33342) is a nuclear-stained image by Hoechst33342. The photograph (image) shown in the right column (Merge column) is an image in which the FL image shown in the left column and the nuclear stained image shown in the center column are superimposed (merged). The scales in the photographs are all 20 μm. 図12は、対象細胞としてMIA PaCa-2細胞を用いたときの、該細胞による一試験例に係るエクソソーム(サンプル1)の取り込みについて、フローサイトメーターを用いた分析により調べた結果を示すグラフである。かかるグラフは、各試験区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を、コントロール区(EGF無添加区)における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度との相対比で示す。同様の試験を独立して3回繰り返したときの平均値を棒グラフで示し、標準偏差(±SD)をエラーバーで示す。FIG. 12 is a graph showing the results of examining the uptake of exosomes (sample 1) according to one test example by MIA PaCa-2 cells as target cells by analysis using a flow cytometer. be. Such a graph shows the average GFP fluorescence intensity per cell in each test group as a relative ratio to the average GFP fluorescence intensity per cell in the control group (EGF-free group). The average value when the same test is repeated three times independently is shown by a bar graph, and the standard deviation (± SD) is shown by an error bar. 図13は、対象細胞としてMIA PaCa-2細胞を用いたときの、該細胞による一試験例に係るエクソソーム(サンプル1)およびデキストランの取り込みについて、共焦点レーザー顕微鏡を用いて調べた顕微鏡写真(画像)である。最左(Exosome)に示す写真(画像)は、エクソソームの局在を蛍光観察により調べた蛍光顕微鏡写真(画像)である。左から2つ目(Dextran)に示す写真(画像)は、デキストランの局在を蛍光観察により調べた蛍光写真(画像)である。右から2つ目(Hoechst33342)に示す写真(画像)はHoechst33342による核染色画像である。また、右側の列(Mergeの列)に示す写真(画像)は、最も左に示す画像(Exosome)と、左から2つ目に示す画像(Dextran)と、右から2つ目に示す核染色画像とを重ねた(マージした)画像である。なお、写真中のスケールはいずれも10μmである。FIG. 13 is a photomicrograph (image) of the uptake of exosomes (sample 1) and dextran according to one test example by the cells when MIA PaCa-2 cells were used as the target cells, examined using a confocal laser scanning microscope. ). The photograph (image) shown on the far left (Exosome) is a fluorescence micrograph (image) in which the localization of exosomes is examined by fluorescence observation. The photograph (image) shown in the second from the left (Dextran) is a fluorescence photograph (image) in which the localization of dextran was examined by fluorescence observation. The photograph (image) shown in the second from the right (Hoechst33342) is a nuclear-stained image by Hoechst33342. The photographs (images) shown in the right column (Merge column) are the leftmost image (Exosome), the second image from the left (Dextran), and the second nuclear stain from the right. It is an image that is superimposed (merged) with the image. The scales in the photographs are all 10 μm. 図14は、対象細胞としてBxPC−3細胞を用いたときの、該細胞による一試験例に係るエクソソーム(サンプル1)の取り込みについて、フローサイトメーターを用いた分析により調べた結果を示すグラフである。かかるグラフは、各試験区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を、コントロール区(EGF無添加区)における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度との相対比で示す。同様の試験を独立して3回繰り返したときの平均値を棒グラフで示し、標準偏差(±SD)をエラーバーで示す。FIG. 14 is a graph showing the results of examining the uptake of exosomes (sample 1) according to one test example by BxPC-3 cells as target cells by analysis using a flow cytometer. .. Such a graph shows the average GFP fluorescence intensity per cell in each test group as a relative ratio to the average GFP fluorescence intensity per cell in the control group (EGF-free group). The average value when the same test is repeated three times independently is shown by a bar graph, and the standard deviation (± SD) is shown by an error bar. 図15は、一試験例にかかるエクソソーム(サンプル1)を対象細胞(HeLa細胞)に供給し、培地中のSDF濃度を変えて培養したときの、該細胞によるエクソソームの取り込みについて、フローサイトメーターを用いた分析により調べた結果を示すグラフである。かかるグラフは、各試験区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を、コントロール区(SDF無添加区)における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度との相対比で示す。同様の試験を独立して3回繰り返したときの平均値を棒グラフで示し、標準偏差(±SD)をエラーバーで示す。FIG. 15 shows a flow cytometer for uptake of exosomes by the cells when the exosomes (sample 1) according to one test example were supplied to the target cells (HeLa cells) and cultured at different SDF concentrations in the medium. It is a graph which shows the result examined by the analysis used. Such a graph shows the average GFP fluorescence intensity per cell in each test group as a relative ratio to the average GFP fluorescence intensity per cell in the control group (SDF-free group). The average value when the same test is repeated three times independently is shown by a bar graph, and the standard deviation (± SD) is shown by an error bar.

以下、本発明の好適な実施形態を説明する。本明細書において特に言及している事項(例えばここで開示される外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物の構成)以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば所望の外来物質の合成方法および入手方法、細胞培養技法、薬学的組成物の調製に関するような一般的事項)は、細胞工学、生理学、医学、薬学、有機化学、生化学、遺伝子工学、タンパク質工学、分子生物学、遺伝学等の分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
また、本明細書中で引用されている全ての文献の全ての内容は本明細書中に参照として組み入れられている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Matters other than those specifically mentioned herein (eg, the composition of the exosomes for introducing foreign substances and the compositions for introducing foreign substances disclosed herein) and necessary for the practice of the present invention (eg, desired ones). General matters such as methods of synthesizing and obtaining foreign substances, cell culture techniques, preparation of pharmaceutical compositions) include cell engineering, physiology, medicine, pharmacy, organic chemistry, biochemistry, genetic engineering, protein engineering, molecules. It can be grasped as a design matter of a person skilled in the art based on the prior art in the fields of biology, genetics, and the like. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in the present specification and common general technical knowledge in the art.
In addition, all the contents of all the documents cited herein are incorporated herein by reference.

本明細書において、「エクソソーム」とは、種々の真核細胞から細胞外に分泌される脂質二重膜でできた小胞を意味する。典型的には、直径50nm〜100nm程度の小胞である。エクソソームは細胞が分泌する小胞(即ち、生体由来の物質)であるという点で、リポソーム(細胞膜を模して人工的に作製される小胞)とは明確に区別される。
エクソソームを分泌する細胞は特に限定されず、例えば、種々の培養細胞(例えば、細胞株、初代培養株等)および生体内に存在する種々の細胞(例えば、上皮細胞、線維芽細胞、筋細胞、免疫系細胞、造血系細胞等)がエクソソームを分泌し得る。正常細胞のみではなく、腫瘍細胞や病原体感染細胞等もエクソソームを分泌し得る。かかるエクソソームは、細胞を培養する培地中および生体内のあらゆる体液中に存在する。上記体液としては、血液(典型的には血清、血漿)、唾液、尿、胸水、骨髄、羊水等が挙げられる。エクソソームは、かかる体液中および培養液中で安定して(内包物が体液中で分解されることなく)存在し得る。
As used herein, the term "exosome" means a vesicle made of a lipid bilayer that is secreted extracellularly from various eukaryotic cells. Typically, it is a vesicle having a diameter of about 50 nm to 100 nm. Exosomes are clearly distinguished from liposomes (vesicles artificially created to imitate cell membranes) in that they are vesicles secreted by cells (ie, substances of biological origin).
The cells that secrete exosomes are not particularly limited, and for example, various cultured cells (for example, cell lines, primary cultures, etc.) and various cells existing in vivo (for example, epithelial cells, fibroblasts, muscle cells, etc.) Immune system cells, hematopoietic cells, etc.) can secrete exosomes. Not only normal cells but also tumor cells, pathogen-infected cells and the like can secrete exosomes. Such exosomes are present in the medium in which the cells are cultured and in any body fluid in vivo. Examples of the body fluid include blood (typically serum and plasma), saliva, urine, pleural effusion, bone marrow, and amniotic fluid. Exosomes can be present stably in such body fluids and in culture (without degradation of inclusions in body fluids).

本明細書において、「マクロピノサイトーシス」とは、エンドサイトーシスの一種であり、細胞膜周辺のアクチン(アクチンフィラメント)の重合により細胞膜が突出する形で細胞外の物質(細胞外液を含む)を細胞内に取り込むものである。典型的には、細胞膜の波打ち現象(membrane ruffling)が観察される。
ここで、上記マクロピノサイトーシスと、細胞膜が細胞内に陥没する形で細胞外の物質を細胞内に取り込むエンドサイトーシスとは、以下の点で明確に区別される。上記細胞膜陥没型のエンドサイトーシスは、典型的に細胞膜表面のクラスリンタンパク質依存的に進行する。このため、クラスリン依存的エンドサイトーシスとも呼ばれる。一方、マクロピノサイトーシスはクラスリンタンパク質非依存的である。また、上記クラスリン依存的エンドサイトーシスにより形成されるエンドソームは直径が凡そ100nm程度であるのに対して、マクロピノサイトーシスにより形成されるエンドソーム(マクロピノソームとも呼ばれる)は直径がおよそ200nm〜5000nm(0.2μm〜5μm)程度と大きい。
As used herein, "macropinocytosis" is a type of endocytosis, and is an extracellular substance (including extracellular fluid) in which the cell membrane protrudes due to the polymerization of actin (actin filament) around the cell membrane. Is taken up into cells. Typically, membrane ruffling is observed.
Here, the above-mentioned macropinocytosis and endocytosis in which an extracellular substance is taken into a cell in the form of a cell membrane depressed into the cell are clearly distinguished in the following points. The cell membrane depressed endocytosis typically progresses in a clathrin protein-dependent manner on the cell membrane surface. For this reason, it is also called clathrin-dependent endocytosis. On the other hand, macropinocytosis is clathrin protein-independent. In addition, the endosomes formed by clathrin-dependent endocytosis have a diameter of about 100 nm, whereas the endosomes formed by macropinocytosis (also called macropinosomes) have a diameter of about 200 nm or more. It is as large as 5000 nm (0.2 μm to 5 μm).

本明細書において、「外来物質」とは、本発明を適用する対象細胞からみた外来物質を意味する。即ち、上記対象細胞がインビトロ培養系において維持される培養細胞の場合であれば、該対象の培養細胞を単離した生物における外来物質か否かでは区別されない。例えば、対象の培養細胞に対して、該細胞外から細胞内へ導入する物質は、何れも外来物質であり得る。例えば、対象細胞と同じセルライン(細胞株)から単離した物質であっても、該物質を細胞外から細胞内に導入する点において、対象細胞に対する外来物質であり得る。また、上記対象細胞が生体内に存在する細胞であれば、該細胞が存在する生体(個体)における外来物質か否かは問題とならない。例えば、対象細胞が存在する生体外で人為的に合成された物質、対象細胞が存在する生体以外の生物由来の物質のみでなく、該対象細胞が存在する生体(同一の個体)から単離した物質も、上記外来物質の典型例である。 As used herein, the term "foreign substance" means a foreign substance as seen from the target cell to which the present invention is applied. That is, if the target cell is a cultured cell maintained in an in vitro culture system, it cannot be distinguished by whether or not the target cultured cell is a foreign substance in the isolated organism. For example, any substance that is introduced into a target cultured cell from the outside of the cell can be a foreign substance. For example, even a substance isolated from the same cell line (cell line) as the target cell can be a foreign substance to the target cell in that the substance is introduced into the cell from the outside of the cell. Further, if the target cell is a cell existing in a living body, it does not matter whether or not the target cell is a foreign substance in the living body (individual) in which the cell exists. For example, it was isolated not only from a substance artificially synthesized outside the living body in which the target cell exists, a substance derived from a living body other than the living body in which the target cell exists, but also from a living body (same individual) in which the target cell exists. The substance is also a typical example of the above-mentioned foreign substance.

ここで開示されるエクソソームは、外来物質を対象細胞内に導入するために用いられ得ることが、本発明者によって初めて見出されたエクソソームである。上述のとおり、ここで開示されるエクソソームは、1種または2種以上の外来物質と、対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質(以下、「マクロピノサイトーシス誘導物質」ともいう)とを内包するエクソソーム(外来物質導入用エクソソーム)である。即ち、ここで開示される外来物質導入用エクソソームは、典型的には、キャリアとしてのエクソソーム粒子と、該エクソソーム粒子中に内包された外来物質と、該エクソソーム粒子中に内包されたマクロピノサイトーシス誘導物質とを含む。以下、かかる外来物質導入用エクソソームを構成する各物質について、以下に説明する。 The exosomes disclosed herein are exosomes first discovered by the present inventor that they can be used to introduce foreign substances into target cells. As described above, the exosomes disclosed herein are one or more foreign substances and a substance that induces macropinocytosis in a target cell (hereinafter, also referred to as "macropinocytosis inducer"). It is an exosome containing and (an exosome for introducing a foreign substance). That is, the exosomes for introducing foreign substances disclosed herein are typically exosome particles as carriers, foreign substances contained in the exosome particles, and macropinocytosis contained in the exosome particles. Includes inducers. Hereinafter, each substance constituting the exosome for introducing a foreign substance will be described below.

<エクソソーム>
ここで開示する外来物質導入用エクソソームに用いられるエクソソーム(即ち、キャリアとしてのエクソソーム粒子)としては、種々の細胞から分泌されるエクソソームを回収して用いることができる。例えば、血液(典型的には血清)、尿、唾液、リンパ液、胃腸液、肺洗浄液、脳脊髄液、炎症惨出液、羊水、母乳等の生体液中には、生体由来のエクソソームが存在する。このため、かかる生体液を採取し、該生体液中のエクソソームを回収して使用することができる。或いはまた、細胞を培養している培養液中にも該培養細胞から放出(分泌)されたエクソソームが存在するため、かかる細胞培養液から回収したエクソソームも特に制限なく使用することができる。
<Exosomes>
As the exosomes (that is, exosome particles as carriers) used in the exosomes for introducing foreign substances disclosed here, exosomes secreted from various cells can be recovered and used. For example, biofluids such as blood (typically serum), urine, saliva, lymph, gastrointestinal fluid, lung lavage fluid, cerebrospinal fluid, inflammatory discharge fluid, amniotic fluid, and breast milk contain exosomes of biological origin. .. Therefore, such a biological fluid can be collected, and exosomes in the biological fluid can be recovered and used. Alternatively, since exosomes released (secreted) from the cultured cells are also present in the culture medium in which the cells are cultured, the exosomes recovered from the cell culture medium can be used without particular limitation.

なお、上記生体液中から回収したエクソソームと上記細胞培養液中から回収したエクソソームとは、本発明における外来物質を対象細胞中に導入する観点からはどちらも区別なく使用することが可能であり、適宜選択して使用することができる。必要量のエクソソームを効率よく回収(準備)する観点からは、細胞培養液から回収したエクソソームを用いることが好適である。 The exosomes recovered from the biological fluid and the exosomes recovered from the cell culture medium can be used without distinction from the viewpoint of introducing the foreign substance in the present invention into the target cells. It can be appropriately selected and used. From the viewpoint of efficiently recovering (preparing) a required amount of exosomes, it is preferable to use exosomes recovered from the cell culture medium.

また、エクソソームを分泌する細胞の種類によって、該エクソソームの性質、例えば、エクソソームを構成する脂質二重膜のプロファイル(例えば、該脂質二重膜中に含まれるペプチド(タンパク質を含む)、脂質、糖鎖等の組成)や、該エクソソーム中にもともと内包される物質(例えば、ペプチド(タンパク質を含む)、RNA(mRNA、microRNA等)、細胞質内に含まれる可溶性成分等)の組成等が異なる場合がある。このため、特定の性質のエクソソームを利用する場合は、特定の細胞を培養している培養液中から回収したエクソソームを用いることが好ましい。これにより、同様の性質を有するエクソソームを純度の高い状態で入手し得る。 Further, depending on the type of cell secreting the exosome, the properties of the exosome, for example, the profile of the lipid bilayer membrane constituting the exosome (for example, the peptide (including protein), lipid, sugar contained in the lipid bilayer membrane). The composition of the chain, etc.) and the composition of substances originally contained in the exosome (for example, peptides (including proteins), RNA (mRNA, microRNA, etc.), soluble components contained in the cytoplasm, etc.) may differ. be. Therefore, when using exosomes having specific properties, it is preferable to use exosomes recovered from the culture medium in which specific cells are cultured. As a result, exosomes having similar properties can be obtained in a highly pure state.

或いはまた、遺伝子工学的手法等により、エクソソームを構成する膜の表面に特定の分子を付与してもよい。例えば、エクソソームを分泌する細胞(エクソソーム産生細胞)の細胞膜表面に特定の分子(例えばペプチド、タンパク質等)を強制発現させることによって、エクソソームを構成する膜の表面に目的の分子を付与することができる。かかる特定分子として、対象細胞に高発現する分子と作用する(典型的には、対象細胞に高発現する受容体に結合する)分子を採用することで、対象細胞に対して高効率に外来物質を導入することができる。即ち、対象細胞に対する特異性が向上するため好ましい。 Alternatively, a specific molecule may be imparted to the surface of the membrane constituting the exosome by a genetic engineering technique or the like. For example, by forcibly expressing a specific molecule (for example, peptide, protein, etc.) on the cell membrane surface of an exosome-secreting cell (exosome-producing cell), the target molecule can be imparted to the surface of the membrane constituting the exosome. .. By adopting a molecule that acts on a molecule that is highly expressed in the target cell (typically, it binds to a receptor that is highly expressed in the target cell) as such a specific molecule, a foreign substance is highly efficiently applied to the target cell. Can be introduced. That is, it is preferable because the specificity for the target cell is improved.

上記生体液および細胞培養液中からエクソソームを回収する方法としては、従来公知の方法を採用することができる。例えば、超遠心分離法(Thery C., Curr. Protoc. Cell Biol. (2006) Chapter 3:Unit 3.22.)により、エクソソームを単離することができる。或いはまた、Total esosome isolation (from cel culture media) (Life Technologies(Invitrogen)社製)等の市販の試薬(キット)を用いてエクソソームを単離してもよい。エクソソームに特異的なマーカータンパク質(例えばCD9、CD63、CD81等)に対する抗体を用いる方法、適当なフィルターまたはカラムを利用する方法(フィルター法、カラム法等)等によっても、上記生体液および細胞培養液中からエクソソームを回収することができる。例えば、免疫沈降法、FACS法、限外濾過法、ゲル濾過法、フィルター法、HPLC法、ポリマーやビーズ等に吸着させたエクソソームを沈殿する或いはカラムを用いて分離する方法等が挙げられる。 As a method for recovering exosomes from the above-mentioned biological fluid and cell culture solution, a conventionally known method can be adopted. For example, exosomes can be isolated by ultracentrifugation (Thery C., Curr. Protoc. Cell Biol. (2006) Chapter 3: Unit 3.22.). Alternatively, exosomes may be isolated using commercially available reagents (kits) such as Total esosome isolation (from cel culture media) (manufactured by Life Technologies (Invitrogen)). The above-mentioned biological fluid and cell culture fluid can also be obtained by a method using an antibody against an exosome-specific marker protein (for example, CD9, CD63, CD81, etc.), a method using an appropriate filter or column (filter method, column method, etc.), etc. Exosomes can be recovered from the inside. Examples thereof include an immunoprecipitation method, a FACS method, an ultrafiltration method, a gel filtration method, a filter method, an HPLC method, a method of precipitating exosomes adsorbed on a polymer or beads, or a method of separating them using a column.

上述の方法によりエクソソームが回収されたことは、透過型電子顕微鏡を用いて観察(典型的にはネガティブ染色)する方法、或いは、ウエスタンブロッティング、ELISA、FACS等の手法(典型的には免疫学的手法)によりエクソソームのマーカータンパク質(例えばCD9、CD63、CD81等)を検出する方法等が挙げられる。或いはまた、エクソソーム由来のRNAを測定してもよい。 The recovery of exosomes by the above-mentioned method is observed using a transmission electron microscope (typically negative staining), or a method such as Western blotting, ELISA, FACS (typically immunological). Method) includes a method of detecting an exosome marker protein (for example, CD9, CD63, CD81, etc.). Alternatively, RNA derived from exosomes may be measured.

ここで、本明細書において、上述の方法により回収したエクソソーム量(g)は、回収したエクソソームのトータルタンパク質量換算で示すものとする。即ち、回収したエクソソーム分散液中のトータルタンパク質量を測定することで、回収したエクソソーム量(g)を算出することができる。具体的には、回収したエクソソーム分散液中に1μg/mLのトータルタンパク質が含まれていた場合には、該エクソソーム分散液中には、1μg/mLのエクソソームが含まれているものとして扱うこととする。 Here, in the present specification, the amount of exosomes (g) recovered by the above-mentioned method is shown in terms of the total amount of protein of the recovered exosomes. That is, the amount of recovered exosomes (g) can be calculated by measuring the total amount of protein in the recovered exosome dispersion. Specifically, when the recovered exosome dispersion contains 1 μg / mL of total protein, it is treated as if the exosome dispersion contains 1 μg / mL of exosome. do.

<マクロピノサイトーシス誘導物質>
ここで開示される外来物質導入用エクソソームに用いられるマクロピノサイトーシス誘導物質は、対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導し得る物質であれば特に限定されない。
例えば、上皮成長因子受容体(Epidermal Growth Factor Receptor: EGFR)を刺激(活性化)する物質や、CXCケモカイン受容体4(CXC Chemokine Receptor 4: CXCR4)を刺激(活性化)する物質であり得る。或いはまた、血小板由来成長因子受容体(Platelet Derived Growth Factor Receptor: PDGFR)を刺激(活性化)する物質や線維芽細胞増殖因子受容体(Fibroblast Growth Factor Receptor: FGFR)および/またはシンデカン−4(Syndecan-4)を刺激(活性化)する物質であり得る。EGFR、CXCR4およびPDGFRは、いずれも該受容体を刺激(活性化)することでマクロピノサイトーシスを誘導し得る受容体である。また、FGFRとSyndecan-4は、これらの受容体(またはこれらの受容体の複合体)を刺激(活性化)することでマクロピノサイトーシスを誘導し得る受容体である。
或いはまた、特定の受容体の刺激を必要とすることなくマクロピノサイトーシスを誘導し得ることが知られている物質も、上記マクロピノサイトーシス誘導物質として採用し得る。例えば、特定の受容体の刺激を必要とすることなく細胞内のPKC(Protein Kinase C)を活性化する物質であり得る。非特許文献3には、対象細胞の細胞内のPKCを活性化することで、マクロピノサイトーシスを誘導し得ることが記されている。
<Macropinocytosis inducer>
The macropinocytosis-inducing substance used in the exosome for introducing a foreign substance disclosed here is not particularly limited as long as it is a substance capable of inducing macropinocytosis in a target cell.
For example, it may be a substance that stimulates (activates) the Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) or a substance that stimulates (activates) CXC Chemokine Receptor 4: CXCR4. Alternatively, a substance that stimulates (activates) Platelet Derived Growth Factor Receptor (PDGFR), Fibroblast Growth Factor Receptor (FGFR) and / or Syndecan-4 (Syndecan). -4) can be a substance that stimulates (activates). EGFR, CXCR4 and PDGFR are all receptors that can induce macropinocytosis by stimulating (activating) the receptor. In addition, FGFR and Syndecan-4 are receptors that can induce macropinocytosis by stimulating (activating) these receptors (or complexes of these receptors).
Alternatively, a substance known to be capable of inducing macropinocytosis without requiring stimulation of a specific receptor can also be adopted as the macropinocytosis inducing substance. For example, it can be a substance that activates intracellular PKC (Protein Kinase C) without requiring stimulation of a specific receptor. Non-Patent Document 3 describes that macropinocytosis can be induced by activating the intracellular PKC of a target cell.

ここで、上記EGFRを刺激する物質としては、EGFRを活性化することが従来から知られている物質を特に制限なく使用できる。典型的には、EGFRのリガンドとして知られる物質を使用し得る。ここで、EGFRのリガンドとしては、上皮成長因子(Epidermal growth factor、EGF)、α型トランスフォーミング増殖因子(Transforming growth factor-α、TGF−α)、ヘパリン結合性上皮成長因子様増殖因子(heparin binding-epidermal growth factor-like growth factor、HB−EGF)、アンフィレグリン(Amphiregulin、AREG、AR)、ベタセルリン(Betacellulin、BTC),エピレグリン(Epiregulin、EREG)、エピジェン(Epigen、EPG)等が挙げられる。
かかるEGFRのリガンドおよびそのアナログは、マクロピノサイトーシス誘導物質として好適に使用し得る物質である。或いは、これらEGFRのリガンドのアゴニストおよびそのアナログも、マクロピノサイトーシス誘導物質として好適に使用し得る。
Here, as the substance that stimulates EGFR, a substance conventionally known to activate EGFR can be used without particular limitation. Typically, a substance known as a ligand for EGFR can be used. Here, as the ligand of EGFR, epidermal growth factor (EGF), α-type transforming growth factor (α, TGF-α), heparin binding epidermal growth factor-like growth factor (heparin binding). -Epidermal growth factor-like growth factor (HB-EGF), amphiregulin (AREG, AR), betacellulin (BTC), epiregulin (EREG), epigen (Epigen, EPG) and the like.
Such a ligand of EGFR and an analog thereof are substances that can be suitably used as a macropinocytosis inducer. Alternatively, agonists of these EGFR ligands and their analogs can also be suitably used as macropinocytosis inducers.

なかでも、EGFおよびそのアナログ、あるいはEGFのアゴニストおよびそのアナログは、EGFRを刺激することによってマクロピノサイトーシスを誘導する能力に優れているため、マクロピノサイトーシス誘導物質として好適に使用し得る。特に、EGFおよびそのアナログは、本発明の実施に好適である。 Among them, EGF and its analog, or an EGF agonist and its analog are excellent in the ability to induce macropinocytosis by stimulating EGFR, and thus can be suitably used as a macropinocytosis inducer. In particular, EGF and its analogs are suitable for practicing the present invention.

また、上記CXCR4を刺激する物質としては、CXCR4を活性化することが従来から知られている物質を特に制限なく使用できる。典型的には、CXCR4のリガンドとして知られる物質を使用し得る。ここで、CXCR4を刺激する物質(典型的にはCXCR4のリガンド)の例としては、ストローマ細胞由来因子1(Stromal cell-derived factor-1、SDF-1)が挙げられる。
かかるCXCR4のリガンド(典型的にはSDF−1)およびそのアナログは、マクロピノサイトーシス誘導物質として好適に使用し得る物質である。或いは、かかるCXCR4のリガンド(典型的にはSDF−1)のアゴニストおよびそのアナログも、マクロピノサイトーシス誘導物質として好適に使用し得る。特に、SDF−1およびそのアナログは、本発明の実施に好適である。
Further, as the substance that stimulates CXCR4, a substance conventionally known to activate CXCR4 can be used without particular limitation. Typically, a substance known as a ligand for CXCR4 can be used. Here, as an example of a substance that stimulates CXCR4 (typically, a ligand of CXCR4), Stromal cell-derived factor-1 (SDF-1) can be mentioned.
Such a ligand of CXCR4 (typically SDF-1) and an analog thereof are substances that can be suitably used as a macropinocytosis inducer. Alternatively, such CXCR4 ligand (typically SDF-1) agonists and analogs thereof may also be suitably used as macropinocytosis inducers. In particular, SDF-1 and its analogs are suitable for practicing the present invention.

また、上記PDGFRを刺激する物質としては、PDGFRを活性化することが従来から知られている物質を特に制限なく使用できる。典型的には、PDGFRのリガンドとして知られる物質を使用し得る。ここで、PDGFRを刺激する物質(典型的にはPDGFRのリガンド)の例としては、血小板由来成長因子(Platelet Derived Growth Factor: PDGF)が挙げられる。
かかるPDGFRのリガンド(典型的にはPDGF)およびそのアナログは、マクロピノサイトーシス誘導物質として好適に使用し得る物質である。或いは、かかるPDGFRのリガンド(典型的にはPDGF)のアゴニストおよびそのアナログも、マクロピノサイトーシス誘導物質として好適に使用し得る。特に、PDGFおよびそのアナログは、本発明の実施に好適である。
Further, as the substance that stimulates PDGFR, a substance conventionally known to activate PDGFR can be used without particular limitation. Typically, a substance known as a ligand for PDGFR may be used. Here, examples of a substance that stimulates PDGFR (typically a ligand of PDGFR) include Platelet Derived Growth Factor (PDGF).
Such PDGFR ligands (typically PDGF) and their analogs are substances that can be suitably used as macropinocytosis inducers. Alternatively, agonists of such PDGFR ligands (typically PDGF) and analogs thereof may also be suitably used as macropinocytosis inducers. In particular, PDGF and its analogs are suitable for practicing the present invention.

また、上記FGFRおよび/またはSyndecan-4を刺激する物質としては、少なくともFGFRおよびSyndecan-4のいずれかを活性化することが従来から知られている物質を特に制限なく使用できる。典型的には、FGFRおよびSyndecan-4のリガンドとして知られる物質を使用し得る。ここで、FGFRおよびSyndecan-4を刺激する物質(典型的にはFGFRのリガンド)の例としては、線維芽細胞増殖因子(Fibroblast Growth Factor: FGF)が挙げられる。
かかるFGFRおよびSyndecan-4のリガンド(典型的にはFGF)およびそのアナログは、マクロピノサイトーシス誘導物質として好適に使用し得る物質である。或いは、かかるFGFRおよびSyndecan-4のリガンド(典型的にはFGF)のアゴニストおよびそのアナログも、マクロピノサイトーシス誘導物質として好適に使用し得る。特に、FGFおよびそのアナログは、本発明の実施に好適である。
Further, as the substance that stimulates FGFR and / or Syndecan-4, a substance conventionally known to activate at least any of FGFR and Syndecan-4 can be used without particular limitation. Typically, substances known as ligands for FGFR and Syndecan-4 can be used. Here, examples of substances that stimulate FGFR and Syndecan-4 (typically, ligands for FGFR) include Fibroblast Growth Factor (FGF).
Such FGFR and Syndecan-4 ligands (typically FGF) and their analogs are substances that can be suitably used as macropinocytosis inducers. Alternatively, such FGFR and Syndecan-4 ligand (typically FGF) agonists and analogs thereof may also be suitably used as macropinocytosis inducers. In particular, FGF and its analogs are suitable for practicing the present invention.

また、上記特定の受容体の刺激を必要とすることなく細胞内のPKCを活性化する物質としては、該細胞内のPKCを活性化することが従来から知られている物質を特に制限なく使用することができる。かかる細胞内のPKCを活性化する物質として、例えばホルボールエステル(phorbol ester、具体的にはPhorbol 12-Myristate 13-Acetate(PMA))が挙げられる。上記ホルボールエステル(典型的にはPMA)は、細胞内のPKCを活性化することでマクロピノサイトーシスを誘導することが知られる物質である(非特許文献3)。 Further, as the substance that activates the intracellular PKC without requiring stimulation of the specific receptor, a substance conventionally known to activate the intracellular PKC is used without particular limitation. can do. Examples of the substance that activates the intracellular PKC include phorbol ester (specifically, Phorbol 12-Myristate 13-Acetate (PMA)). The phorbol ester (typically PMA) is a substance known to induce macropinocytosis by activating intracellular PKC (Non-Patent Document 3).

上記マクロピノサイトーシス誘導物質は、対象細胞に応じて適宜選択することができる。例えば、対象細胞がEGFRを発現している細胞(典型的にはEGFR高発現細胞)であれば、マクロピノサイトーシス誘導物質としてEGFRを刺激する物質を好適に採用し得る。また、対象細胞がCXCR4を発現している細胞(典型的にはCXCR4高発現細胞)であれば、マクロピノサイトーシス誘導物質としてCXCR4を刺激する物質を好適に採用し得る。上記EGFRおよびCXCR4の場合と同様に、対象細胞がPDGFRを発現している細胞(典型的にはPDGFR高発現細胞)であれば、マクロピノサイトーシス誘導物質としてPDGFRを刺激する物質を好適に採用することが出来、また、対象細胞がFGFRおよび/またはSyndecan-4を発現している細胞(典型的にはFGFRおよびSyndecan-4を共に発現している細胞)であれば、マクロピノサイトーシス誘導物質としてFGFRおよび/またはSyndecan-4を刺激する物質を好適に採用し得る。 The macropinocytosis-inducing substance can be appropriately selected depending on the target cell. For example, if the target cell is a cell expressing EGFR (typically a cell highly expressing EGFR), a substance that stimulates EGFR can be preferably adopted as a macropinocytosis inducer. Further, if the target cell is a cell expressing CXCR4 (typically a cell highly expressing CXCR4), a substance that stimulates CXCR4 can be preferably adopted as a macropinocytosis inducer. As in the case of EGFR and CXCR4, if the target cell is a cell expressing PDGFR (typically a cell highly expressing PDGFR), a substance that stimulates PDGFR is preferably adopted as a macropinocytosis inducer. And if the target cell is a cell expressing FGFR and / or Syndecan-4 (typically a cell expressing both FGFR and Syndecan-4), macropinocytosis induction As a substance, a substance that stimulates FGFR and / or Syndecan-4 can be preferably adopted.

ここで開示されるマクロピノサイトーシスを誘導する物質は、上記対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する能力を損なわない限りにおいて塩の形態であってもよい。例えば、常法に従って通常使用されている無機酸又は有機酸を付加反応させることにより得られ得る酸付加塩を使用することができる。或いは、上記対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する能力を有する限り、他の塩(例えば金属塩)であってもよい。従って、本明細書及び特許請求の範囲に記載の「マクロピノサイトーシスを誘導する物質」は、かかる塩形態のものを包含する。 The substance that induces macropinocytosis disclosed herein may be in the form of a salt as long as the ability to induce macropinocytosis with respect to the target cells is not impaired. For example, an acid addition salt that can be obtained by an addition reaction of an inorganic acid or an organic acid that is usually used according to a conventional method can be used. Alternatively, other salts (for example, metal salts) may be used as long as they have the ability to induce macropinocytosis in the target cells. Thus, the "substances that induce macropinocytosis" as described herein and in the claims include those in such salt form.

なお、上記マクロピノサイトーシスを誘導する物質(典型的には上記EGFRを刺激する物質、上記CXCR4を刺激する物質、上記PDGFRを刺激する物質、上記FGFRおよびSyndecan-4を刺激する物質、および上記細胞内のPKCを活性化する物質)は、市販品の購入により入手したものを使用可能である。或いはまた、公知の方法により作製してもよい。例えば、化学合成或いは生合成(例えば、遺伝子工学に基づく生産)によって人為的に合成した物質であり得る。なお、上記マクロピノサイトーシスを誘導する物質の入手方法については本発明を特徴づけるものではないため、詳細な説明は割愛する。 The substance that induces macropinocytosis (typically, the substance that stimulates EGFR, the substance that stimulates CXCR4, the substance that stimulates PDGFR, the substance that stimulates FGFR and Syndecan-4, and the substance that stimulates Syndecan-4, and the above. As the substance that activates PKC in the cell), a substance obtained by purchasing a commercially available product can be used. Alternatively, it may be produced by a known method. For example, it can be a substance artificially synthesized by chemical synthesis or biosynthesis (for example, production based on genetic engineering). Since the method for obtaining the substance that induces macropinocytosis does not characterize the present invention, detailed description thereof will be omitted.

<外来物質>
ここで開示の外来物質導入用エクソソームは、該エクソソーム内に所望の外来物質を1種または2種以上(例えば3種以上)内包する。外来物質としては、対象の細胞の細胞内に導入することを望む物質であれば、特に限定されない。何らかの生理活性(典型的には薬理活性)を有する物質は、医療産業上の利用価値が高いため好ましい。外来物質導入用エクソソームを特定の疾患に対する治療目的で使用する観点からは、該疾患に対する治療効果を発揮する物質が本発明における外来物質として好ましい。例えば、医薬品或いは該医薬品の有効成分として用いられる物質であり得る。医薬品或いはその有効物質としては、医薬としての使用が認められている物質であれば特に限定されず、例えば、化学合成医薬(典型的には低分子医薬)およびバイオテクノロジー応用医薬(所謂、バイオ医薬)、生薬(例えば漢方薬)等であり得る。
<Foreign substance>
The exosome for introducing a foreign substance disclosed here contains one or more (for example, three or more) desired foreign substances in the exosome. The foreign substance is not particularly limited as long as it is a substance that is desired to be introduced into the target cell. A substance having some physiological activity (typically pharmacological activity) is preferable because it has high utility value in the medical industry. From the viewpoint of using an exosome for introducing a foreign substance for a therapeutic purpose for a specific disease, a substance exhibiting a therapeutic effect on the disease is preferable as the foreign substance in the present invention. For example, it can be a drug or a substance used as an active ingredient of the drug. The drug or its active substance is not particularly limited as long as it is a substance approved for use as a drug, and for example, a chemically synthesized drug (typically a small molecule drug) and a biotechnology applied drug (so-called biopharmaceutical). ), Crude drug (for example, Chinese herbal medicine) and the like.

上記外来物質が有する生理活性(典型的には薬理活性)としては、対象の細胞に対して特定の生理的調節機能に作用する性質であり得る。或いは特定の病原体の増殖を抑制する性質であり得る。例えば、抗腫瘍活性、所定の分化誘導活性、分化抑制活性、脱分化誘導活性、細胞増殖(分裂)促進活性、細胞増殖(分裂)抑制活性、抗血管新生作用、血管新生促進作用、免疫抑制作用、免疫亢進作用、抗アレルギー作用、抗炎症作用、造血促進作用、向精神作用、抗うつ作用、ホルモン様作用、抗ホルモン作用、特定の酵素反応に対する促進作用、特定の酵素反応に対する阻害作用、特定のシグナル伝達に対する促進作用、特定のシグナル伝達に対する抑制作用等であり得る。或いは、抗菌作用、抗ウイルス作用、抗真菌作用、抗寄生虫作用等が挙げられる。或いはまた、糖尿病改善作用、高血圧改善作用、高脂質血症改善作用、抗血栓作用、鎮痛作用、利尿作用等であり得る。 The physiological activity (typically pharmacological activity) of the foreign substance may be a property that acts on a specific physiological regulatory function on a target cell. Alternatively, it may have the property of suppressing the growth of a specific pathogen. For example, antitumor activity, predetermined differentiation-inducing activity, differentiation-suppressing activity, dedifferentiation-inducing activity, cell proliferation (division) promoting activity, cell proliferation (dividing) suppressing activity, anti-angiogenic effect, angiogenesis-promoting effect, immunosuppressive effect. , Immunostimulatory action, antiallergic action, anti-inflammatory action, hematopoietic promoting action, psychotropic action, antidepressant action, hormone-like action, antihormonal action, promoting action for specific enzymatic reaction, inhibitory action for specific enzymatic reaction, specific It may have a promoting action on signal transduction, an inhibitory action on specific signal transduction, and the like. Alternatively, antibacterial action, antiviral action, antifungal action, antiparasitic action and the like can be mentioned. Alternatively, it may have a diabetes improving action, a hypertension improving action, a hyperlipidemia improving action, an antithrombotic action, an analgesic action, a diuretic action and the like.

従って、上記外来物質としては、抗腫瘍物質(抗がん物質)、分化誘導物質、分化抑制物質、脱分化誘導物質、細胞増殖(分裂)促進物質、細胞増殖(分裂)抑制物質、抗血管新生物質、血管新生促進物質、免疫抑制物質、免疫亢進物質、抗アレルギー物質、抗炎症物質、造血促進物質、ホルモン、成長因子、酵素、サイトカイン、ケモカイン、脂質メディエーター、神経伝達物質、ビタミン、ミネラル、抗菌物質、抗ウイルス物質、抗真菌物質、抗寄生虫物質等であり得る。また、これらの物質を含有する組成物であり得る。 Therefore, the foreign substances include antitumor substances (anticancer substances), differentiation-inducing substances, differentiation-inhibiting substances, dedifferentiation-inducing substances, cell growth (division) -promoting substances, cell growth (division) -suppressing substances, and antiangiogenic substances. Substances, angiogenesis-promoting substances, immunosuppressive substances, immunostimulatory substances, anti-allergic substances, anti-inflammatory substances, hematopoietic promoting substances, hormones, growth factors, enzymes, cytokines, chemocaines, lipid mediators, neurotransmitters, vitamins, minerals, antibacterial It can be a substance, an antiviral substance, an antifungal substance, an antiparasitic substance, or the like. Further, it may be a composition containing these substances.

上記外来物質としては、例えば、人為的に合成された化合物であり得る。かかる人為的に合成された化合物は、所望量の化合物を比較的容易に入手可能であるため、本発明の適用対象として好ましい。かかる人為的に合成された化合物としては、天然資源に由来する物質をリード物質として創製された化合物、天然資源に由来する物質と同等の物質を人為的に合成した化合物、および天然資源に由来する物質とは無関係に人為的に設計して合成した化合物等が挙げられる。合成方法は特に限定されず、例えば、一般的な化学合成(典型的には有機合成)、或いは生合成(即ち遺伝子工学に基づく生産)によって合成した物質であり得る。或いはまた、上記外来物質は、天然抽出物であってもよい。例えば、ヒト或いはヒト以外の生物から抽出(典型的には単離)される物質であり得る。 The foreign substance may be, for example, an artificially synthesized compound. Such an artificially synthesized compound is preferable as an application target of the present invention because a desired amount of the compound can be obtained relatively easily. Such artificially synthesized compounds are derived from a compound created by using a substance derived from a natural resource as a lead substance, a compound obtained by artificially synthesizing a substance equivalent to a substance derived from a natural resource, and a natural resource. Examples thereof include compounds that are artificially designed and synthesized regardless of the substance. The method of synthesis is not particularly limited, and may be, for example, a substance synthesized by general chemical synthesis (typically organic synthesis) or biosynthesis (that is, production based on genetic engineering). Alternatively, the foreign substance may be a natural extract. For example, it can be a substance extracted (typically isolated) from a human or non-human organism.

上記外来物質の好適例として、例えば、アミノ酸、ペプチド、タンパク質、ポリヌクレオチド、ウイルス粒子、プラスミド、遺伝子導入用ベクター、脂質、糖質等が例示される。
ここで、上記ペプチドおよびタンパク質は、複数のポリペプチド結合を有するアミノ酸ポリマーであれば特に限定されない。ペプチド鎖に含まれるアミノ酸残基の数については特に限定されない。一般的に、ペプチドは分子量が比較的小さいものであり、例えば、全アミノ酸残基が概ね100以下(好ましくは60以下、例えば50以下)のものであり得る。かかるペプチドおよびタンパク質としては、例えば、種々の抗体、酵素、ホルモン、サイトカイン、ケモカイン、細胞表面因子等が挙げられる。
上記ポリヌクレオチドは、複数のヌクレオチドがリン酸ジエステル結合で結ばれたポリマー(核酸)であれば特に限定されない。ポリヌクレオチドを構成するヌクレオチドの数についても特に限定されず、一本鎖および二本鎖の何れであってもよい。また、直鎖状、環状或いは適宜折りたたまれた形状であってもよい。例えば、種々の長さのRNAフラグメント(mRNA、tRNA、microRNA等を含む)やDNAフラグメント等が挙げられる。
上記アミノ酸、ペプチド、タンパク質、ポリヌクレオチド、ウイルス粒子、プラスミド、遺伝子導入用ベクター、脂質、糖質等は、化学合成或いは生合成(即ち遺伝子工学に基づく生産)によって人為的に合成した物質であり得る。或いは、ヒトあるいはヒト以外の生物から単離した物質であってもよい。
Preferable examples of the foreign substance include, for example, amino acids, peptides, proteins, polynucleotides, viral particles, plasmids, vectors for gene transfer, lipids, sugars and the like.
Here, the peptides and proteins are not particularly limited as long as they are amino acid polymers having a plurality of polypeptide bonds. The number of amino acid residues contained in the peptide chain is not particularly limited. In general, peptides have a relatively small molecular weight and can, for example, have approximately 100 or less total amino acid residues (preferably 60 or less, for example 50 or less). Examples of such peptides and proteins include various antibodies, enzymes, hormones, cytokines, chemokines, cell surface factors and the like.
The polynucleotide is not particularly limited as long as it is a polymer (nucleic acid) in which a plurality of nucleotides are linked by a phosphodiester bond. The number of nucleotides constituting the polynucleotide is also not particularly limited, and may be either single-stranded or double-stranded. Further, it may have a linear shape, an annular shape, or an appropriately folded shape. For example, RNA fragments of various lengths (including mRNA, tRNA, microRNA, etc.), DNA fragments, and the like can be mentioned.
The amino acids, peptides, proteins, polynucleotides, virus particles, plasmids, gene transfer vectors, lipids, sugars and the like can be substances artificially synthesized by chemical synthesis or biosynthesis (that is, production based on genetic engineering). .. Alternatively, it may be a substance isolated from humans or non-human organisms.

細胞から分泌されたエクソソーム中には該細胞由来のペプチド(タンパク質を含む)およびRNA(例えばmRNA、microRNA等)を内包しており、該内包物を安定して(典型的には分解されることなく)維持し得る。このため、ペプチド、タンパク質、ポリヌクレオチドは、外来物質導入用エクソソーム内において安定して保持され得る。特に、これらの物質は、生体内(典型的に血中)においてタンパク質分解酵素(プロテアーゼ)および核酸分解酵素(ヌクレアーゼ)等による分解や、免疫細胞による排除を受けやすい。これに対し、ペプチド、タンパク質、ポリヌクレオチドを外来物質導入用エクソソーム中に内包することで、これらの物質の生体内での安定性を向上することができる。同様の理由から、ウイルス粒子、プラスミド、遺伝子導入用ベクターに対しても、本発明を好適に適用し得る。 Exosomes secreted from cells contain peptides (including proteins) and RNAs (eg, mRNA, microRNA, etc.) derived from the cells, and the inclusions are stably (typically degraded). Can be maintained (without). Therefore, peptides, proteins, and polynucleotides can be stably retained in exosomes for introducing foreign substances. In particular, these substances are susceptible to degradation by proteolytic enzymes (proteases), nucleolytic enzymes (nucleases) and the like in vivo (typically in blood) and elimination by immune cells. On the other hand, by encapsulating peptides, proteins, and polynucleotides in exosomes for introducing foreign substances, the stability of these substances in vivo can be improved. For the same reason, the present invention can be suitably applied to virus particles, plasmids, and vectors for gene transfer.

また、ここで開示の外来物質導入用エクソソームは、該エクソソーム中に内包する外来物質として、疎水性の高い物質を好適に内包し得る。
かかる疎水性の高い物質は、その可溶性の低さから、細胞培養液中に所望量供給することが困難な場合がある。かかる物質を外来物質導入用エクソソーム中に内包することで、培養細胞に対する疎水性物質の供給量を増大し得る。
また、上記疎水性の高い物質は、生体内(典型的には血中)において所望の濃度を達成し難いこと、また代謝および排せつにより生体外に排除されやすい等の理由から、生体内(典型的には血中)への高濃度での投与、高頻度での投与等が必要となりがちである。かかる物質を外来物質導入用エクソソーム中に内包することで、生体内における安定性を向上することができる。
Further, the exosome for introducing a foreign substance disclosed here may preferably contain a highly hydrophobic substance as the foreign substance contained in the exosome.
Due to its low solubility, it may be difficult to supply a desired amount of such a highly hydrophobic substance into a cell culture medium. By encapsulating such a substance in an exosome for introducing a foreign substance, the supply amount of the hydrophobic substance to the cultured cells can be increased.
In addition, the highly hydrophobic substance is difficult to achieve a desired concentration in the living body (typically in blood), and is easily eliminated from the living body by metabolism and excretion. In particular, it tends to require administration at a high concentration (in the blood), administration at a high frequency, and the like. By encapsulating such a substance in an exosome for introducing a foreign substance, stability in a living body can be improved.

或いはまた、医療産業上の観点からは、ドキソルビシン等の抗腫瘍活性を有する物質(典型的には抗がん薬)、および、タクロリムス水和物等の免疫抑制活性を有する物質(典型的には免疫抑制物質)等を含む医療用薬、および、磁性ビーズ、量子ドット等の金属性診断薬等は、ここで開示する外来物質導入用エクソソーム中に内包する外来物質として好ましい。 Alternatively, from the viewpoint of the medical industry, substances having antitumor activity such as doxorubicin (typically anticancer drugs) and substances having immunosuppressive activity such as tacrolimus hydrate (typically). Medical agents containing immunosuppressive substances) and the like, and metallic diagnostic agents such as magnetic beads and quantum dots are preferable as foreign substances contained in the exosomes for introducing foreign substances disclosed herein.

上記マクロピノサイトーシスを誘導する物質および外来物質をエクソソーム内に内包させる方法としては、特に制限されないが、例えばエレクトロポレーション法(電気穿孔法)が挙げられる。具体的には、エクソソームとマクロピノサイトーシス誘導物質および/または外来物質を懸濁した懸濁液を準備し、該懸濁液に対して所定の電気パルスを負荷してエクソソームの膜に微小な穴をあけることで、上記マクロピノサイトーシス誘導物質および/または外来物質をエクソソーム内に導入することができる。 The method for incorporating the substance that induces macropinocytosis and the foreign substance into the exosome is not particularly limited, and examples thereof include an electroporation method (electroporation method). Specifically, a suspension in which exosomes and macropinocytosis inducers and / or foreign substances are suspended is prepared, and a predetermined electric pulse is applied to the suspension to impose minute amounts on the exosome membrane. By making a hole, the macropinocytosis inducer and / or foreign substance can be introduced into the exosome.

上記マクロピノサイトーシス誘導物質および外来物質は、エクソソーム内に同時に内包させても(導入しても)よいし、数回に分けて別々に内包させても(導入しても)よい。操作性の観点およびエクソソームどうしの融合を回避する観点からは、上記マクロピノサイトーシスを誘導する物質および外来物質は、エクソソーム内に同時に導入することが好ましい。 The macropinocytosis-inducing substance and the foreign substance may be simultaneously included (introduced) in the exosome, or may be separately included (introduced) in several times. From the viewpoint of operability and avoiding fusion of exosomes, it is preferable that the substance that induces macropinocytosis and the foreign substance are introduced into the exosome at the same time.

上記懸濁液中に懸濁させるエクソソーム、マクロピノサイトーシス誘導物質および外来物質の割合は、エクソソーム中に導入(内包)する物質の種類、およびエクソソームあたりに内包したい物質の量および組成等に応じて適宜設定することができる。上記懸濁液中のエクソソームとマクロピノサイトーシス誘導物質との割合は、エクソソーム(g):マクロピノサイトーシスを誘導する物質(g)=1:0.1〜1:5(好ましくは1:0.3〜1:3、より好ましくは1:0.5〜1:2、例えば凡そ1:1)とすることができる。また、上記懸濁液中のエクソソームと外来物質(2種類以上の物質を用いる場合は、全外来物質の質量の総合計)との割合は、エクソソーム(g):外来物質(g)=1:0.1〜1:10(好ましくは1:0.5〜1:8、より好ましくは1:1〜1:5、例えば凡そ1:2)とすることができる。ここで、上記懸濁液中のエクソソームの含有量(g)は、エクソソームのトータルタンパク質量換算の含有量である。
典型的には、懸濁液中のエクソソーム含有量に対する懸濁液中のマクロピノサイトーシス誘導物質の含有量の比率(割合)を高くする程、エクソソーム内にマクロピノサイトーシス誘導物質を高濃度に内包させることができる。同様に、懸濁液中のエクソソーム含有量に対する外来物質の含有量の比率(割合)を高くする程、エクソソーム内に外来物質を高濃度に内包させることができる。また、典型的には、エクソソーム中に内包されるマクロピノサイトーシス誘導物質および外来物質の割合は、上記懸濁液中に懸濁させるマクロピノサイトーシス誘導物質および外来物質の割合に比例する。
The ratio of exosomes, macropinocytosis-inducing substances and foreign substances suspended in the suspension depends on the type of substance to be introduced (encapsulated) into the exosome, the amount and composition of the substance to be included in the exosome, and the like. Can be set as appropriate. The ratio of exosomes to macropinocytosis-inducing substances in the suspension is: exosomes (g): substances that induce macropinocytosis (g) = 1: 0.1 to 1: 5 (preferably 1: 1). It can be 0.3 to 1: 3, more preferably 1: 0.5 to 1: 2, for example, about 1: 1). The ratio of exosomes to foreign substances (in the case of using two or more kinds of substances, the total mass of all foreign substances) in the suspension is exosome (g): foreign substance (g) = 1: 1. It can be 0.1 to 1:10 (preferably 1: 0.5 to 1: 8, more preferably 1: 1 to 1: 5, for example about 1: 2). Here, the content (g) of exosomes in the suspension is the content converted to the total protein amount of exosomes.
Typically, the higher the ratio of the content of macropinocytosis inducer in suspension to the content of exosome in suspension, the higher the concentration of macropinocytosis inducer in the exosome. Can be included in. Similarly, the higher the ratio (ratio) of the content of the foreign substance to the content of the exosome in the suspension, the higher the concentration of the foreign substance can be contained in the exosome. Also, typically, the proportion of macropinocytosis-inducing substances and foreign substances contained in exosomes is proportional to the proportion of macropinocytosis-inducing substances and foreign substances suspended in the suspension.

ここで開示される外来物質を対象細胞の細胞外から細胞内へ導入するために用いられる組成物(外来物質導入用組成物)は、1種または2種以上の外来物質と、マクロピノサイトーシスを誘導する物質と、を内包するエクソソームを含む組成物である。即ち、上記外来物質導入用組成物は、上述した外来物質導入用エクソソームを含む組成物である。 The composition (composition for introducing a foreign substance) used for introducing the foreign substance disclosed here from the outside of the cell into the cell of the target cell includes one or more kinds of foreign substances and macropinocytosis. It is a composition containing an exosome containing a substance that induces. That is, the composition for introducing a foreign substance is a composition containing the above-mentioned exosome for introducing a foreign substance.

ここで開示される外来物質導入用組成物は、エクソソームおよびマクロピノサイトーシス誘導物質を、エクソソームに内包した外来物質を対象細胞内に導入し得る状態で保持し得る限りにおいて、使用形態に応じて薬学(医薬)上許容され得る種々の担体を含み得る。即ち、ここで開示される外来物質導入用組成物は、外来物質およびマクロピノサイトーシス誘導物質を、これらの活性が失われない状態でエクソソーム内に内包した状態で保持する組成物である。上記担体としては、希釈剤、賦形剤等として医薬品において一般的に使用される担体が好ましい。外来物質導入用組成物の用途や形態に応じて適宜異なり得るが、典型的には、水、生理学的緩衝液、種々の有機溶媒が挙げられる。適当な濃度のアルコール(エタノール等)水溶液、グリセロール、オリーブ油のような不乾性油であり得る。或いはリポソームであってもよい。また、外来物質導入用組成物に含有させ得る副次的成分としては、種々の充填剤、増量剤、結合剤、付湿剤、表面活性剤、色素、香料等が挙げられる。 The composition for introducing a foreign substance disclosed herein depends on the mode of use as long as the exosome and the macropinocytosis inducer can be retained in a state in which the foreign substance contained in the exosome can be introduced into the target cell. It may contain a variety of pharmaceutically acceptable carriers. That is, the composition for introducing a foreign substance disclosed here is a composition that holds a foreign substance and a macropinocytosis-inducing substance in a state of being encapsulated in an exosome without losing their activities. As the carrier, a carrier generally used in pharmaceutical products as a diluent, an excipient, or the like is preferable. Although it may vary depending on the use and form of the composition for introducing a foreign substance, water, a physiological buffer solution, and various organic solvents are typically used. It can be an aqueous solution of an alcohol (such as ethanol) of appropriate concentration, a non-drying oil such as glycerol, olive oil. Alternatively, it may be a liposome. In addition, examples of secondary components that can be contained in the composition for introducing foreign substances include various fillers, bulking agents, binders, wetting agents, surfactants, pigments, fragrances and the like.

或いはまた、ここで開示される外来物質導入用組成物は、1種または2種以上の外来物質を内包するエクソソームと、対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質とを含む組成物であり得る。かかる外来物質導入用組成物は、エクソソーム内に内包した外来物質と、マクロピノサイトーシス誘導物質とを、これらの活性が失われない状態で保持し得る限りにおいて、使用形態に応じて薬学(医薬)上許容され得る種々の担体を含み得る。かかる担体としては、上述した通りのものを特に制限なく使用し得る。 Alternatively, the composition for introducing a foreign substance disclosed herein is a composition containing an exosome containing one or more kinds of foreign substances and a substance that induces macropinocytosis in a target cell. could be. As long as the foreign substance-introducing composition can retain the foreign substance contained in the exosome and the macropinocytosis-inducing substance in a state in which these activities are not lost, the composition is pharmaceutical (pharmaceutical) depending on the mode of use. ) It may contain various carriers that are acceptable. As the carrier, those as described above can be used without particular limitation.

外来物質導入用組成物の形態に関して特に限定はない。例えば、典型的な形態として、液剤、懸濁剤、乳剤、エアロゾル、泡沫剤、顆粒剤、粉末剤、錠剤、カプセル、軟膏、水性ジェル剤等が挙げられる。また、使用直前に生理食塩水又は適当な緩衝液(例えばPhosphate-Buffered Saline(PBS))等に溶解して薬液を調製するための凍結乾燥物、造粒物とすることもできる。
なお、外来物質を内包したエクソソームとマクロピノサイトーシスを誘導する物質、或いは外来物質およびマクロピノサイトーシスを誘導する物質を内包したエクソソーム(主成分)と種々の担体(副成分)とを材料にして種々の形態の薬剤(組成物)を調製するプロセス自体は従来公知の方法に準じればよく、かかる製剤方法自体は本発明を特徴付けるものでもないため詳細な説明は省略する。処方に関する詳細な情報源として、例えばComprehensive Medicinal Chemistry, Corwin Hansch監修,Pergamon Press刊(1990)が挙げられる。この書籍の全内容は本明細書中に参照として援用されている。
There is no particular limitation on the form of the composition for introducing a foreign substance. For example, typical forms include liquids, suspensions, emulsions, aerosols, foams, granules, powders, tablets, capsules, ointments, aqueous gels and the like. It can also be used as a lyophilized product or granulated product for preparing a drug solution by dissolving it in physiological saline or an appropriate buffer solution (for example, Phosphate-Buffered Saline (PBS)) immediately before use.
In addition, exosomes containing foreign substances and substances that induce macropinocytosis, or exosomes (main components) containing foreign substances and substances that induce macropinocytosis, and various carriers (secondary components) are used as materials. The process itself for preparing various forms of the drug (composition) may be based on a conventionally known method, and the formulation method itself does not characterize the present invention, and thus detailed description thereof will be omitted. Detailed sources of prescribing information include, for example, Comprehensive Medicinal Chemistry, supervised by Corwin Hansch, published by Pergamon Press (1990). The entire contents of this book are incorporated herein by reference.

ここで開示される外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物の適用対象細胞は特に制限されず、種々の細胞に対して外来物質を細胞内に導入することが可能である。例えば、ヒト又はヒト以外の動物(典型的には脊椎動物、特に哺乳動物)の細胞が挙げられる。ここで開示される外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物の適用対象細胞は、特にヒトの細胞(ヒト由来の細胞)が好ましい。
例えば、上皮組織、結合組織、筋組織、神経組織等の生体内の種々の組織に存在する(生体内の種々の組織に由来する)細胞であり得る。なお、適応対象細胞は、正常細胞に限らず、腫瘍細胞や病原体感染細胞等の疾患の原因となる細胞であってもよい。また、対象細胞の分化状態についても特に制限されず、成熟した体細胞、前駆細胞、体性幹細胞、多能性幹細胞といった種々の分化ステージの細胞に対して、外来物質を好適に導入することができる。
なお、外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物の適用対象細胞は、生体外で維持されている培養細胞に限定されず、生体内に存在する細胞にも適用可能である。
The cells to which the exosome for introducing a foreign substance and the composition for introducing a foreign substance disclosed herein are applied are not particularly limited, and the foreign substance can be introduced into the cells into various cells. For example, cells of humans or non-human animals (typically vertebrates, especially mammals). As the application target cells of the exosome for introducing a foreign substance and the composition for introducing a foreign substance disclosed herein, human cells (cells derived from humans) are particularly preferable.
For example, it may be a cell (derived from various tissues in the living body) existing in various tissues in the living body such as epithelial tissue, connective tissue, muscle tissue, and nerve tissue. The target cells are not limited to normal cells, but may be cells that cause diseases such as tumor cells and pathogen-infected cells. In addition, the differentiation state of the target cells is not particularly limited, and foreign substances can be suitably introduced into cells at various differentiation stages such as mature somatic cells, progenitor cells, somatic stem cells, and pluripotent stem cells. can.
The application target cells of the exosome for introducing a foreign substance and the composition for introducing a foreign substance are not limited to cultured cells maintained in vitro, but can also be applied to cells existing in vivo.

ここで開示される外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物の適用対象細胞としては、使用する外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物に含まれる(典型的にはエクソソーム中に内包される)マクロピノサイトーシス誘導物質によってマクロピノサイトーシスが誘導される細胞が好ましい。典型的には、マクロピノサイトーシス誘導物質として特定の受容体を刺激することでマクロピノサイトーシスを誘導する物質を用いる場合は、該マクロピノサイトーシス誘導物質によって刺激される受容体が発現している(典型的には高発現している)細胞が好ましい。例えば、マクロピノサイトーシス誘導物質としてEGFRを刺激する物質を用いる場合であれば、EGFR発現細胞(より好ましくはEGFR高発現細胞)が対象細胞として好ましい。また、例えば、マクロピノサイトーシス誘導物質としてCXCR4を刺激する物質を用いる場合であれば、CXCR4発現細胞(より好ましくはCXCR4高発現細胞)が対象細胞として好ましい。同様に、マクロピノサイトーシス誘導物質としてPDGFRを刺激する物質を用いる場合であれば、PDGFR発現細胞(より好ましくはPDGFR高発現細胞)が対象細胞として好ましく、また、マクロピノサイトーシス誘導物質としてFGFRおよび/またはSyndecan-4を刺激する物質を用いる場合であれば、FGFRおよびSyndecan-4の少なくとも一方を発現している細胞(より好ましくはFGFRおよびSyndecan-4を共に発現している細胞)が対象細胞として好ましい。これにより、対象細胞に対して高効率に外来物質を導入することができる。 The cells to which the exosome for introducing a foreign substance and the composition for introducing a foreign substance disclosed herein are applied are included in the exosome for introducing a foreign substance and the composition for introducing a foreign substance to be used (typically, contained in the exosome). ) Cells in which macropinocytosis is induced by a macropinocytosis inducer are preferred. Typically, when a substance that induces macropinocytosis by stimulating a specific receptor is used as a macropinocytosis inducer, the receptor stimulated by the macropinocytosis inducer is expressed. Cells that are (typically highly expressed) are preferred. For example, when a substance that stimulates EGFR is used as the macropinocytosis inducer, EGFR-expressing cells (more preferably, EGFR-highly expressing cells) are preferable as the target cells. Further, for example, when a substance that stimulates CXCR4 is used as the macropinocytosis inducer, CXCR4-expressing cells (more preferably CXCR4-highly expressing cells) are preferable as the target cells. Similarly, when a substance that stimulates PDGFR is used as the macropinocytosis inducer, PDGFR-expressing cells (more preferably PDGFR-expressing cells) are preferable as the target cells, and FGFR is used as the macropinocytosis-inducing substance. And / or if a substance that stimulates Syndecan-4 is used, cells expressing at least one of FGFR and Syndecan-4 (more preferably cells expressing both FGFR and Syndecan-4) are targeted. Preferred as a cell. As a result, foreign substances can be introduced into the target cells with high efficiency.

ここで開示される外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物を培養細胞に適用する場合、適用対象の培養細胞は特に制限されない。例えば、ヒト又はヒト以外の動物(典型的には哺乳動物)由来の初代培養細胞、継代細胞、細胞株(セルライン)等の各種培養細胞であり得る。 When the exosome for introducing a foreign substance and the composition for introducing a foreign substance disclosed herein are applied to cultured cells, the cultured cells to be applied are not particularly limited. For example, it can be various cultured cells such as primary cultured cells, passaged cells, and cell lines (cell lines) derived from humans or non-human animals (typically mammals).

ここで開示される外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物は、その形態及び目的に応じた方法や用量で使用することができる。
例えば、生体外(インビトロ)で培養(継代)している細胞に対して外来物質を導入する場合においては、ここで開示される外来物質導入用エクソソームまたは外来物質導入用組成物の適当量を、対象の細胞に対し、培養過程のいずれかの段階(例えば、培養開始後初期の段階、または所定の期間培養(増殖)や継代を行った後)で培地に添加するとよい。添加量及び添加回数は、培養細胞の種類、細胞密度(培養開始時の細胞密度)、継代数、培養条件、培地の種類、等の条件によって異なり得るため特に限定されない。典型的には、培地中のエクソソーム濃度が、概ね0.1μg/mL〜100μg/mLの範囲内、好ましくは0.2μg/mL〜50μg/mL(例えば0.4μg/mL〜40μg/mL)の範囲内となるように、外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物を1〜複数回添加する(例えば培養開始時ならびに細胞の継代時や培地交換時に合わせて追加添加する)ことが好ましい。
また、ここで開示される外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物は、エクソソーム内に内包した外来物質以外の生理活性を有する物質(典型的には薬理活性を有する物質)と併用することも可能である。
The exosomes for introducing foreign substances and the compositions for introducing foreign substances disclosed herein can be used in methods and doses according to their forms and purposes.
For example, in the case of introducing a foreign substance into cells cultured (passage) in vitro (in vitro), an appropriate amount of the exosome for introducing a foreign substance or the composition for introducing a foreign substance disclosed here is used. , The target cells may be added to the medium at any stage of the culturing process (for example, at an early stage after the start of culturing, or after culturing (proliferation) or subculture for a predetermined period). The amount and number of additions are not particularly limited because they may vary depending on conditions such as the type of cultured cells, cell density (cell density at the start of culture), number of passages, culture conditions, type of medium, and the like. Typically, the exosome concentration in the medium is generally in the range of 0.1 μg / mL to 100 μg / mL, preferably 0.2 μg / mL to 50 μg / mL (eg 0.4 μg / mL to 40 μg / mL). It is preferable to add the exosome for introducing a foreign substance and the composition for introducing a foreign substance one or more times (for example, additional addition at the start of culture and at the time of cell passage or medium exchange) so as to be within the range. ..
In addition, the exosome for introducing a foreign substance and the composition for introducing a foreign substance disclosed herein should be used in combination with a substance having a physiological activity (typically a substance having a pharmacological activity) other than the foreign substance contained in the exosome. Is also possible.

或いはまた、ここに開示される外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物を患者(即ち生体)に所望量供給することもできる。投与方法は特に限定されない。例えば、静脈内、動脈内、皮内、皮下、腹腔内等への注射、経口投与、吸入投与、経皮投与、経粘膜投与、坐剤投与等が挙げられる。或いはまた、埋め込み製剤として皮下や筋膜下等に埋め込む方法で投与してもよい。 Alternatively, the exosome for introducing a foreign substance and the composition for introducing a foreign substance disclosed herein can be supplied to a patient (that is, a living body) in a desired amount. The administration method is not particularly limited. Examples thereof include intravenous, intraarterial, intradermal, subcutaneous, intraperitoneal injection, oral administration, inhalation administration, transdermal administration, transmucosal administration, suppository administration and the like. Alternatively, it may be administered as an implantable preparation by implanting it subcutaneously, subfascial, or the like.

なお、かかる外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物の投与対象の生物は、ヒト、若しくはヒト以外の動物(典型的は哺乳動物)であり得る。ヒトを対象とした外来物質導入用エクソソームまたは外来物質導入用組成物の使用は、医療産業上の価値が高いため、特に好ましい。また、マウス、ラット、モルモット、ラビット、イヌ、カニクイザル等の試験動物を適応対象とすることは、種々の研究開発を促進する観点から好ましい。また、イヌ、ネコ等の愛玩動物を適応対象にすることは、動物医療産業上の利用価値が高いため好ましい。 The organism to which the exosome for introducing a foreign substance and the composition for introducing a foreign substance is administered may be a human or an animal other than a human (typically a mammal). The use of exosomes for introducing foreign substances or compositions for introducing foreign substances in humans is particularly preferable because of its high value in the medical industry. In addition, it is preferable to target test animals such as mice, rats, guinea pigs, rabbits, dogs, and cynomolgus monkeys from the viewpoint of promoting various research and development. In addition, it is preferable to target pet animals such as dogs and cats because of their high utility value in the veterinary medical industry.

外来物質導入用エクソソームおよび外来物質導入用組成物を生体中に投与する場合は、該エクソソームおよび該組成物に対する安全性の確保や、免疫反応の低減が強く要求される。
外来物質導入用エクソソームに対する安全性(例えば外来物質導入用エクソソームによる細胞毒性)の観点からは、該エクソソームを用いて外来物質を導入する細胞(以下、該細胞を「レシピエント細胞」とも呼ぶ)の生物種と、エクソソームを回収する生物或いは細胞(以下、該生物を「ドナー生物」、該細胞を「ドナー細胞」とも呼ぶ)の生物種が同一であることが好ましい。例えば、ヒト由来の細胞中に外来物質を導入する場合であれば、ヒト(またはヒト由来の細胞)由来のエクソソームを用いることが好ましい。また、レシピエント細胞とドナー細胞(ドナー生物)の生物種が同一であることは、外来物質導入用エクソソームを効率よく対象細胞(レシピエント細胞)内に導入する観点からも好ましい。
また、外来物質導入用エクソソームに対する免疫反応を低減する観点からは、レシピエント細胞のヒト白血球抗原(human leukocyte antigen:HLA)の型とドナー細胞(ドナー生物)のHLA型が同一であることが好ましい。或いはまた、ドナー細胞(ドナー生物)が、レシピエント細胞が有する2つのHLAのうちの一方のHLAのホモドナーであることが好ましい。これにより、外来物質導入用エクソソームを導入した生体内における外来物質導入用エクソソームに対する免疫反応(免疫拒絶反応)を低減(回避)することができる。より高度に免疫反応を低減する観点からは、レシピエント細胞とドナー細胞(ドナー生物)とが同一の生体(個体)由来であることが好ましい。換言すれば、外来物質導入用エクソソームを用いて外来物質を導入したい生体(典型的には患者)からエクソソームを回収し、該エクソソームを外来物質導入用エクソソーム(外来物質導入用組成物)に使用することが好ましい。
When an exosome for introducing a foreign substance and a composition for introducing a foreign substance are administered into a living body, it is strongly required to ensure the safety of the exosome and the composition and to reduce the immune response.
From the viewpoint of safety against foreign substance-introducing exosomes (for example, cell toxicity by foreign substance-introducing exosomes), cells into which foreign substances are introduced using the exosomes (hereinafter, the cells are also referred to as "recipient cells"). It is preferable that the species is the same as the species of the organism or cell that collects the exosome (hereinafter, the organism is also referred to as a "donor organism" and the cell is also referred to as a "donor cell"). For example, when introducing a foreign substance into a human-derived cell, it is preferable to use a human (or human-derived cell) -derived exosome. Further, it is preferable that the species of the recipient cell and the donor cell (donor organism) are the same from the viewpoint of efficiently introducing the exosome for introducing a foreign substance into the target cell (recipient cell).
From the viewpoint of reducing the immune response to exosomes for introducing foreign substances, it is preferable that the human leukocyte antigen (HLA) type of the recipient cell and the HLA type of the donor cell (donor organism) are the same. .. Alternatively, it is preferred that the donor cell (donor organism) is a homodonor of one of the two HLAs possessed by the recipient cell. Thereby, it is possible to reduce (avoid) the immune reaction (immune rejection reaction) to the exosome for introducing a foreign substance in the living body into which the exosome for introducing a foreign substance is introduced. From the viewpoint of reducing the immune response to a higher degree, it is preferable that the recipient cell and the donor cell (donor organism) are derived from the same living body (individual). In other words, exosomes for introducing foreign substances are recovered from living organisms (typically patients) to which foreign substances are to be introduced using exosomes for introducing foreign substances, and the exosomes are used for exosomes for introducing foreign substances (compositions for introducing foreign substances). Is preferable.

ここで開示の技術によると、外来物質として抗腫瘍活性を有する物質(典型的には抗がん薬)を内包する外来物質導入用エクソソーム(外来物質導入用組成物)を腫瘍患者の生体内に投与することで、該抗腫瘍活性を有する物質を腫瘍細胞に好適に導入することができる。即ち、外来物質として抗腫瘍活性を有する物質を使用することで、本発明にかかる外来物質導入用エクソソーム(外来物質導入用組成物)を腫瘍(がん)の治療目的に利用することができる。
また、ここで開示の外来物質導入用エクソソーム(外来物質導入用組成物)は、抗腫瘍活性を有する物質を腫瘍細胞に導入するためのドラッグデリバリーシステムに好適に利用可能である。また、ここで開示の技術によると、腫瘍の治療方法であって、外来物質として抗腫瘍活性を有する物質を内包する外来物質導入用エクソソーム(外来物質導入用組成物)を生体内に投与する方法を提供し得る。
According to the technique disclosed here, an exosome for introducing a foreign substance (composition for introducing a foreign substance) containing a substance having antitumor activity (typically an anticancer drug) as a foreign substance is introduced into the living body of a tumor patient. By administration, the substance having antitumor activity can be suitably introduced into tumor cells. That is, by using a substance having antitumor activity as a foreign substance, the exosome for introducing a foreign substance (composition for introducing a foreign substance) according to the present invention can be used for the purpose of treating a tumor (cancer).
Further, the exosome for introducing a foreign substance (composition for introducing a foreign substance) disclosed here can be suitably used for a drug delivery system for introducing a substance having antitumor activity into tumor cells. Further, according to the technique disclosed here, a method for treating a tumor, in which an exosome for introducing a foreign substance (composition for introducing a foreign substance) containing a substance having antitumor activity as a foreign substance is administered in vivo. Can be provided.

腫瘍細胞は、細胞外に存在する栄養成分を細胞内に取り込むために、マクロピノサイトーシスが誘導されやすい状態である場合が多い。典型的には、腫瘍細胞はEGFR、CXCR、PDGFR、および/またはFGFRを高発現している場合が多い。このため、マクロピノサイトーシス誘導物質としてこれらの受容体を刺激する物質(典型的にはEGF、SDF−1、PDGF、またはFGF)を用いることで、腫瘍細胞(典型的にはEGFR、CXCR、PDGFRおよび/またはFGFRを高発現している腫瘍細胞)のマクロピノサイトーシスを高レベルに誘導することができる。これにより、エクソソーム中に内包した外来物質(ここでは、抗腫瘍活性を有する物質)による抗腫瘍効果を腫瘍細胞(典型的にはEGFR、CXCR、PDGFRおよび/またはFGFRを高発現している腫瘍細胞)に対して選択的に発揮し得る。 Tumor cells are often in a state in which macropinocytosis is likely to be induced because extracellular nutrients are taken up into the cells. Typically, tumor cells often highly express EGFR, CXCR, PDGFR, and / or FGFR. Therefore, by using substances that stimulate these receptors (typically EGF, SDF-1, PDGF, or FGF) as macropinocytosis inducers, tumor cells (typically EGFR, CXCR, Macropinocytosis of PDGFR and / or tumor cells highly expressing FGFR) can be induced at high levels. As a result, tumor cells (typically tumor cells that highly express EGFR, CXCR, PDGFR and / or FGFR) have an antitumor effect due to a foreign substance (here, a substance having antitumor activity) contained in the exosome. ) Can be selectively exerted.

また、直径が50nm〜100nm程度であるエクソソーム粒子は、EPR効果(enhanced permeability and retention effect)によって腫瘍組織に蓄積しやすい性質を有している。このため、エクソソーム中に内包した外来物質(ここでは、抗腫瘍活性を有する物質)による抗腫瘍効果を腫瘍細胞に対して選択的に発揮し得る。ここで、EPR効果とは、(I)腫瘍組織(典型的には増殖中の腫瘍組織)およびその周囲の新生血管の血管壁(血管内皮)には凡そ数百nm程度の間隙が存在するために、粒径が数十nm〜200nm程度(特に100nm程度)の粒子が腫瘍組織周辺に浸潤(透過)しやすいこと、(II)リンパ組織が未成熟であることが多いため、腫瘍組織周辺に浸潤(透過)した物質が排除されずに蓄積しやすいこと等により、特定のサイズの物質が腫瘍細胞周辺に蓄積しやすい特性をいう。
上述のとおりの理由から、本発明にかかる抗腫瘍活性を有する物質を内包した外来物質導入用エクソソーム(外来物質導入用組成物)を腫瘍患者に対して供給(典型的には生体内に投与)することで、正常細胞に対する副作用を低減しつつ、抗腫瘍効果を高レベルに発揮することができる。
In addition, exosome particles having a diameter of about 50 nm to 100 nm have a property of easily accumulating in tumor tissue due to an EPR effect (enhanced permeability and retention effect). Therefore, the antitumor effect of the foreign substance contained in the exosome (here, the substance having antitumor activity) can be selectively exerted on the tumor cells. Here, the EPR effect is because (I) there is a gap of about several hundred nm in the tumor tissue (typically a growing tumor tissue) and the blood vessel wall (vascular endothelium) of the new blood vessels surrounding it. In addition, particles having a particle size of several tens of nm to 200 nm (particularly about 100 nm) easily infiltrate (permeate) around the tumor tissue, and (II) the lymphatic tissue is often immature. It refers to the characteristic that a substance of a specific size easily accumulates around a tumor cell because the infiltrated (permeated) substance is not eliminated and easily accumulates.
For the reasons described above, an exosome for introducing a foreign substance (composition for introducing a foreign substance) containing a substance having antitumor activity according to the present invention is supplied to a tumor patient (typically administered in vivo). By doing so, it is possible to exert a high level of antitumor effect while reducing side effects on normal cells.

なお、本発明にかかる外来物質導入用エクソソームを腫瘍細胞に適用する場合、粒径が20nm未満(例えば5nm以下、典型的には1nm以下、特に0.5nm以下)の外来物質に対して、特に好適に本発明を適用することができる。かかる粒径の物質は、上記EPR効果により腫瘍細胞周辺に浸潤(透過)しやすい物質よりも比較的粒径が小さいため、上記EPR効果が発揮され難い(即ち腫瘍組織特異的に蓄積(導入)し難い)物質である。このような比較的粒径の小さな物質をエクソソーム中に内包することで、EPR効果により腫瘍組織特異的に蓄積しやすい粒径とすることができる。これにより、かかる外来物質の抗腫瘍効果を腫瘍細胞特異的に発揮させることが可能となる。 When the exosome for introducing a foreign substance according to the present invention is applied to a tumor cell, it is particularly effective for a foreign substance having a particle size of less than 20 nm (for example, 5 nm or less, typically 1 nm or less, particularly 0.5 nm or less). The present invention can be preferably applied. Since a substance having such a particle size has a relatively smaller particle size than a substance that easily infiltrates (permeates) around tumor cells due to the EPR effect, it is difficult for the EPR effect to be exhibited (that is, tumor tissue-specific accumulation (introduction)). It is a substance (difficult to do). By encapsulating such a substance having a relatively small particle size in an exosome, it is possible to obtain a particle size that easily accumulates in a tumor tissue-specific manner due to the EPR effect. This makes it possible to exert the antitumor effect of such a foreign substance in a tumor cell-specific manner.

或いはまた、例えば、外来物質として分化誘導活性を有する物質(典型的には分化誘導剤)を内包した外来物質導入用エクソソーム(または該エクソソームを含む外来物質導入用組成物)を、幹細胞(例えば多能性幹細胞、体性幹細胞、前駆細胞等)に適用することで、該エクソソーム(または該エクソソームを含む外来物質導入用組成物)を再生医療用途に利用することができる。典型的には、生体外(インビトロ)で培養(継代)している幹細胞に対して、本発明にかかる外来物質導入用エクソソーム(外来物質導入用組成物)を利用して分化誘導物質を導入することで、該幹細胞を所望の細胞に分化させることができる。これにより、所望の細胞等、典型的には分化細胞(細胞塊、組織、器官等を含む)および該細胞由来の生合成物等を作製(生産)し得る。かかる分化細胞等は、再生医療用資材(典型的には移植用の細胞資源)として好適に利用可能である。例えば、かかる分化細胞等を、修復や再生が必要とされる患部に(即ち患者の生体内)に戻すことにより、当該修復や再生を効果的に行うことができる。即ち、組織の再生が有力な治療法となる種々の疾患を効率的に治療することが可能となる。ここで、上記幹細胞から分化誘導して作製した分化細胞由来の生合成物としては、分泌タンパク質やホルモン等の生理活性物質(例えばインスリン等)が例示される。 Alternatively, for example, a stem cell (for example, a large number of exosomes for introducing a foreign substance (or a composition for introducing a foreign substance containing the exosome) containing a substance having differentiation-inducing activity as a foreign substance (typically, a differentiation-inducing agent)). By applying to capable stem cells, somatic stem cells, progenitor cells, etc.), the exosome (or a composition for introducing a foreign substance containing the exosome) can be used for regenerative medicine. Typically, a differentiation-inducing substance is introduced into stem cells cultured (passaged) in vitro (in vitro) by using an exosome for introducing a foreign substance (composition for introducing a foreign substance) according to the present invention. By doing so, the stem cells can be differentiated into desired cells. Thereby, a desired cell or the like, typically a differentiated cell (including a cell mass, a tissue, an organ, etc.) and a biosynthesis derived from the cell can be produced (produced). Such differentiated cells and the like can be suitably used as materials for regenerative medicine (typically, cell resources for transplantation). For example, by returning such differentiated cells or the like to the affected area where repair or regeneration is required (that is, in the living body of the patient), the repair or regeneration can be effectively performed. That is, it becomes possible to efficiently treat various diseases in which tissue regeneration is a promising treatment method. Here, examples of biosynthesis derived from differentiated cells produced by inducing differentiation from the stem cells include physiologically active substances such as secretory proteins and hormones (for example, insulin).

以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に示すものに限定することを意図したものではない。 Hereinafter, some examples of the present invention will be described, but the present invention is not intended to be limited to those shown in such examples.

<試験1:細胞培養物の準備(評価対象細胞の継代維持)>
ここでは、表1に示す、HeLa細胞(ヒト子宮頸癌由来)、A431細胞(ヒト表皮癌由来)、MIA PaCa−2細胞(ヒト膵臓癌由来)およびBxPC−3細胞(ヒト膵臓癌由来)を用いて評価試験を行った。かかる4種類の細胞はいずれもヒト由来の培養細胞株である。これらの評価対象細胞は、以下のとおりに継代維持したものを使用した。
具体的には、10mLの継代培養用培地が入った直径100mmの培養皿(100mmディッシュ)中に各細胞を播種し、5%CO、37℃の条件下のインキュベータ内に静置して培養した。ここで、上記継代培養培地としては、表1に示す組成のものをそれぞれ用いた。表1中の「培地」の欄には、各細胞の継代培養に用いた培地の種類を示し、表1中の「添加物」の欄には、各細胞に応じて表1中の「培地」欄に示す培地に添加した物質を示し、表1中の「含有量」の欄には、継代培養培地中に含まれる「添加物」の含有量を示している。なお、表1中の(G)は「Life Technologies(Gibco)社製」であること、(H)は「Thermo Scientific(Hyclone)社製」であること、(S)は「Sigma-Aldrich社製」であること、および(W)は「Wako社製」であることを示している。以下、特に言及しない場合は、各細胞の培養にはかかる培地を用いることとする。
また、上記対象細胞は、いずれも2〜3日に1回のペースで継代を行った。細胞の剥離は、trypsin(0.1g/L)- ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)(0.11 mmol/L)(Nacalai Tesque社製)を各培養皿に2mL/ウェルずつ添加し、37℃で5分間反応させて行った。
<Test 1: Preparation of cell culture (maintenance of passage of cells to be evaluated)>
Here, HeLa cells (derived from human cervical cancer), A431 cells (derived from human epidermal cancer), MIA PaCa-2 cells (derived from human pancreatic cancer) and BxPC-3 cells (derived from human pancreatic cancer) shown in Table 1 are used. An evaluation test was performed using it. All of these four types of cells are human-derived cultured cell lines. As these evaluation target cells, those that were subcultured as follows were used.
Specifically, each cell was seeded in a culture dish (100 mm dish) having a diameter of 100 mm and containing 10 mL of a medium for subculture, and allowed to stand in an incubator under the conditions of 5% CO 2 and 37 ° C. It was cultured. Here, as the subculture medium, those having the compositions shown in Table 1 were used. The "medium" column in Table 1 indicates the type of medium used for subculture of each cell, and the "additive" column in Table 1 indicates "additives" in Table 1 according to each cell. The substance added to the medium shown in the "medium" column is shown, and the content of the "additive" contained in the subculture medium is shown in the "content" column in Table 1. In Table 1, (G) is "manufactured by Life Technologies (Gibco)", (H) is "manufactured by Thermo Scientific (Hyclone)", and (S) is "manufactured by Sigma-Aldrich". , And (W) indicates that it is "manufactured by Wako". Hereinafter, unless otherwise specified, such a medium is used for culturing each cell.
In addition, all of the above-mentioned target cells were passaged once every 2 to 3 days. For cell detachment, trypsin (0.1 g / L) -millylenediaminetetraacetic acid (EDTA) (0.11 mmol / L) (manufactured by Nacalai Tesque) was added to each culture dish at a rate of 2 mL / well and allowed to react at 37 ° C. for 5 minutes. went.

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<試験2:エクソソーム産生細胞の作製>
以下の方法で、エクソソームのマーカータンパク質であるCD63と緑色蛍光タンパク質(GFP: green fluorescent protein)とを融合した融合タンパク質(以下、かかる融合タンパク質を単に「CD63−GFP」ともいう)を安定的に発現する細胞株を樹立した。かかる細胞株より回収したエクソソームはCD63に融合したGFPにより緑色に蛍光発色するため、かかるGFPの蛍光発色を観察することで、エクソソームの存在を確認することが可能となる。ここでは、CD63−GFP発現遺伝子をリポフェクション法により細胞内に遺伝子導入し、遺伝子が導入された細胞を適当な薬剤で選択することで上記CD63−GFP安定発現細胞株を樹立した。具体的には以下のとおりである。
<Test 2: Preparation of exosome-producing cells>
By the following method, a fusion protein in which CD63, which is a marker protein of exosome, and green fluorescent protein (GFP) are fused (hereinafter, such fusion protein is also simply referred to as “CD63-GFP”) is stably expressed. Established a cell line to be used. Since the exosomes recovered from such a cell line are fluorescently colored green by GFP fused to CD63, the presence of exosomes can be confirmed by observing the fluorescent coloration of the GFP. Here, the CD63-GFP expression gene was introduced into cells by the lipofection method, and the cells into which the genes were introduced were selected with an appropriate drug to establish the CD63-GFP stable expression cell line. Specifically, it is as follows.

先ず、CD63−GFP発現遺伝子として、System Biosciences社製のpCT-CD63-GFPを購入して準備した。かかるpCT-CD63-GFPは、レンチウイルスベクターにサイトメガロウイルス(CMV: Cytomegalovirus)プロモーターと、CD63−GFPをコードする遺伝子と、ピューロマイシン耐性遺伝子とを搭載(挿入)したものである。また、上記リポフェクション法に用いるリポフェクション試薬として、Life Technologies(Invitrogen)社製のLipofectamine LTX Reagentを購入して準備した。
次に、HeLa細胞を、24穴培養皿(24ウェルディッシュ)中に4.7×10個/ウェルの細胞密度となるように播種し、5%CO、37℃の条件下のインキュベータ内で1日間培養した。培地は、上記試験1でHeLa細胞の継代培養培地として用いたものと同様の組成のもの(以下、かかる培地を「HeLa培地」ともよぶ)を1ウェルあたり1.0mLとなるように用いた。
First, pCT-CD63-GFP manufactured by System Biosciences was purchased and prepared as a CD63-GFP expression gene. Such pCT-CD63-GFP is obtained by loading (inserting) a cytomegalovirus (CMV) promoter, a gene encoding CD63-GFP, and a puromycin resistance gene into a lentivirus vector. In addition, as a lipofection reagent used in the above lipofection method, Lipofectamine LTX Reagent manufactured by Life Technologies (Invitrogen) was purchased and prepared.
Next, HeLa cells were seeded in a 24-well culture dish (24-well dish) to a cell density of 4.7 × 10 4 cells / well, and in an incubator under the conditions of 5% CO 2, 37 ° C. Was cultured for 1 day. As the medium, a medium having the same composition as that used as the subculture medium for HeLa cells in Test 1 above (hereinafter, such a medium is also referred to as “HeLa medium”) was used so as to be 1.0 mL per well. ..

そして、上記1日間の培養後のHeLa細胞について、各培養容器中の培地をpCT-CD63-GFPとLipofectamine LTX Reagentとの複合体を含むHeLa培地200μLに交換し、5%CO、37℃の条件下のインキュベータ内で1日間培養して、CD63−GFP発現遺伝子を細胞内にトランスフェクションした。上記複合体は、Lipofectamine LTX Reagentに添付のマニュアルに従って、pCT-CD63-GFPとLipofectamine LTX Reagentとを、混合溶液中のpCT-CD63-GFP含有量が800ng/ウェル、Lipofectamine LTX Reagentの含有量が1体積%(1%(v/v))となるように混合して作製した。
次に、上記トランスフェクション後の細胞について、ピューロマイシン(Pyuromycin、Nacalai Tesque社製)を3μg/mL含むHeLa培地(以下、かかる培地を「p−HeLa培地」ともよぶ)1mL中で継代培養した。これにより、CD63−GFPを安定発現する細胞(以下かかる細胞を「CD63−GFP−HeLa」ともよぶ)を樹立した。
Then, for the HeLa cells after culturing for the above 1 day, the medium in each culture vessel was replaced with 200 μL of HeLa medium containing a complex of pCT-CD63-GFP and Lipofectamine LTX Reagent, and 5% CO 2 , 37 ° C. The CD63-GFP expression gene was transfected into cells by culturing in an incubator under the conditions for 1 day. The above complex contains pCT-CD63-GFP and Lipofectamine LTX Reagent in a mixed solution with a pCT-CD63-GFP content of 800 ng / well and a Lipofectamine LTX Reagent content of 1 according to the manual attached to the Lipofectamine LTX Reagent. It was prepared by mixing so as to have a volume% (1% (v / v)).
Next, the cells after the transfection were subcultured in 1 mL of HeLa medium containing 3 μg / mL of puromycin (Pyuromycin, manufactured by Nacalai Tesque) (hereinafter, such medium is also referred to as “p-HeLa medium”). .. As a result, cells that stably express CD63-GFP (hereinafter, such cells are also referred to as "CD63-GFP-HeLa") were established.

<試験3:エクソソームの回収>
上述の方法で作製したCD63−GFP−HeLa細胞を用いて、該細胞が培地中に分泌するエクソソームを回収した。ここでは、超遠心法(Thery C., Curr. Protoc. Cell Biol. (2006) Chapter 3:Unit 3.22.)により、またはTotal exosome isolation (from cell culture media) (Life Technologies(Invitrogen)社製)を用いて、培地中のエクソソームを分離、回収した。具体的には以下のとおりである。
<Test 3: Recovery of exosomes>
Using the CD63-GFP-HeLa cells prepared by the method described above, the exosomes secreted by the cells into the medium were recovered. Here, the ultracentrifugation method (Thery C., Curr. Protoc. Cell Biol. (2006) Chapter 3: Unit 3.22.) Or Total exosome isolation (from cell culture media) (manufactured by Life Technologies (Invitrogen)) is used. The exosomes in the medium were separated and recovered using. Specifically, it is as follows.

まず、上記CD63−GFP−HeLa細胞を直径10cmの培養皿(100mmディッシュ)中に2×10個/ウェルの細胞密度で播種し、5%CO、37℃の条件下のインキュベータ内で1日間培養した。培地は上記p−HeLa培地を1ウェルあたり10mLずつ用いた。
上記1日間の培養後のCD63−GFP−HeLa細胞について、培養容器中の培地を除去し、α−MEM培地(5mL)を用いて培養容器内を5回洗浄した。これにより、培地(典型的にはFBS)中に含まれ得るエクソソームを培養容器中から除去することができる。その後、エクソソームを含まないFBS(Exosome-depleted FBS Media Supplement、System Biosciences社製)を10%と、ピューロマイシンを3μg/mLと、を含むα−MEM培地(Life Technologies(Gibco)社製)を1ウェルあたり10mLずつ添加し、5%CO、37℃の条件下で3〜4日間培養した。そして、上記所定期間の培養後、培養容器中の培地を回収した。
First, the above CD63-GFP-HeLa cells were seeded in a culture dish (100 mm dish) having a diameter of 10 cm at a cell density of 2 × 10 6 cells / well, and 1 in an incubator under the conditions of 5% CO 2, 37 ° C. Incubated for days. As the medium, 10 mL of the above p-HeLa medium was used per well.
For the CD63-GFP-HeLa cells after culturing for the above 1 day, the medium in the culture vessel was removed, and the inside of the culture vessel was washed 5 times with α-MEM medium (5 mL). This allows exosomes that may be contained in the medium (typically FBS) to be removed from the culture vessel. Then, 1% of α-MEM medium (manufactured by Life Technologies (Gibco)) containing 10% of FBS (Exosome-depleted FBS Media Supplement, manufactured by System Biosciences) containing no exosomes and 3 μg / mL of puromycin. 10 mL was added per well, and the cells were cultured under the conditions of 5% CO 2 , 37 ° C. for 3 to 4 days. Then, after culturing for the above predetermined period, the medium in the culture vessel was collected.

次に、上記回収した培地中に分泌されたエクソソームを超遠心法により分離、回収した。具体的には、300×g、4℃の条件で10分間遠心を行った後、その上清を2,000×g、4℃の条件で10分間の遠心を行い、その後さらにその上清を10,000×g、4℃の条件で30分間の遠心を行う遠心操作を一連に行い、培地中に浮遊し得る細胞の死骸等を沈殿させた。かかる遠心操作を行った後の上清を回収し、該上清を100,000×g、4℃の条件で70分間の遠心操作を2回繰り返してエクソソームを沈殿させた。その後、沈殿物を回収することで、CD63−GFP−HeLa細胞が培地中に分泌したエクソソーム(以下、かかるエクソソームを、「CD63−GFP−エクソソーム」ともよぶ)を回収した。得られたエクソソームはDPBS(Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline、Nacalai Tesque社製)に分散させてエクソソームストック液とした。 Next, the exosomes secreted in the collected medium were separated and recovered by an ultracentrifugal method. Specifically, after centrifuging at 300 × g at 4 ° C for 10 minutes, the supernatant is centrifuged at 2,000 × g at 4 ° C for 10 minutes, and then the supernatant is further prepared. A series of centrifugation operations were carried out by centrifuging at 10,000 × g and 4 ° C. for 30 minutes to precipitate dead cells and the like that could float in the medium. The supernatant after performing such a centrifugation operation was collected, and the supernatant was centrifuged at 100,000 × g at 4 ° C. for 70 minutes twice to precipitate exosomes. Then, by collecting the precipitate, exosomes secreted by CD63-GFP-HeLa cells into the medium (hereinafter, such exosomes are also referred to as "CD63-GFP-exosomes") were collected. The obtained exosomes were dispersed in DPBS (Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline, manufactured by Nacalai Tesque) to prepare an exosome stock solution.

或いはまた、Total exosome isolation (from cell culture media) (Life Technologies(Invitrogen)社製)を使用して、上記所定期間の培養後に回収した培地中に分泌されたエクソソームを分離、回収した。上記Total exosome isolation (from cell culture media)とは細胞培養液中からエクソソームを単離するための市販のキットであり、具体的な操作はキットに添付のマニュアルどおりに行った。 Alternatively, Total exosome isolation (from cell culture media) (manufactured by Life Technologies (Invitrogen)) was used to separate and recover exosomes secreted into the medium recovered after culturing for the above predetermined period. The above Total exosome isolation (from cell culture media) is a commercially available kit for isolating exosomes from cell culture medium, and the specific operation was performed according to the manual attached to the kit.

回収したエクソソームの濃度は、BCA protein assay kit (Thermo Scientific(Pierce)社製)を用いて定量した。以下、かかる定量により得られたタンパク濃度(μg/mL)をエクソソーム濃度(μg/mL)として扱う事とする。なお、ウエスタンブロット法によるエクソソームマーカータンパク質(CD63、CD9等)の検出や、透過型電子顕微鏡を用いた観察(ネガティブ染色)により、エクソソームの存在および形状等を確認した。 The concentration of recovered exosomes was quantified using a BCA protein assay kit (manufactured by Thermo Scientific (Pierce)). Hereinafter, the protein concentration (μg / mL) obtained by such quantification will be treated as the exosome concentration (μg / mL). The presence and shape of exosomes were confirmed by detection of exosome marker proteins (CD63, CD9, etc.) by Western blotting and observation using a transmission electron microscope (negative staining).

<試験4:エクソソーム内への外来物質の導入(内包)>
上記試験3で得られたエクソソーム(CD63−GFP−エクソソーム)内に、外来物質およびマクロピノサイトーシスを誘導する物質を導入した。外来物質としてはサポリン(Sigma-Aldrich社製、以下同じ)を用い、マクロピノサイトーシスを誘導する物質としてはEGF(Sigma-Aldrich社製、以下同じ)を用いた。また、比較例として、クラスリン依存的なエンドサイトーシスを誘導することで知られるトランスフェリン(Sigma-Aldrich社製、以下同じ)をエクソソーム内に内包した。これらの物質をエクソソーム内に導入する方法としては、エレクトロポレーション法を採用した。試験の詳細は以下のとおりである。
100μLのDPBS中に、25μgのCD63−GFP−エクソソームと、50μgのサポリン(saporin)および/または25μgのEGFを分散させた分散液を準備した。或いはまた、100μLのDPBS中に、25μgのCD63−GFP−エクソソームと、25μgのトランスフェリンを分散させた分散液を準備した。そして、かかる分散液に対して、NEPA genes社製のSuper electropolator NEPA21 TypeIIを用いてエレクトロポレーションを行った。エレクトロポレーションは、以下の条件:poring pulse: twice pulse、200 V、5 msec;transfer pulse: five pulse、20 V、50 msec;1 cm electroporation cuvette;25 °C:で行った。
上記エレクトロポレーション後の溶液を、Merck Millipore社製のAmicon Ultra centrifugal filters(100kDa)でろ過することで、エクソソーム内に導入(内包)されなかったサポリン、EGF、およびトランスフェリンを除去した。ここで、上記ろ過は18,000×g、4℃の条件下での10分間の遠心操作にて行い、フィルター上に残存したエクソソームを回収した。そして、かかるフィルトレーション後のエクソソームを500μLのDPBSに分散し、18,000×g、4℃の条件下での10分間の遠心操作を行う洗浄操作を2回繰り返した。上述のとおりにして、サポリンおよび/またはEGFが内包されたエクソソーム、或いはトランスフェリンが内包されたエクソソームを作製した。かかるエクソソームはDPBS中に分散させてエクソソームストック溶液とした。
<Test 4: Introduction of foreign substances into exosomes (inclusion)>
A foreign substance and a substance that induces macropinocytosis were introduced into the exosome (CD63-GFP-exosome) obtained in Test 3 above. Saporin (manufactured by Sigma-Aldrich, the same applies hereinafter) was used as the foreign substance, and EGF (manufactured by Sigma-Aldrich, the same applies hereinafter) was used as the substance that induces macropinocytosis. As a comparative example, transferrin (manufactured by Sigma-Aldrich, the same applies hereinafter) known to induce clathrin-dependent endocytosis was encapsulated in exosomes. The electroporation method was adopted as a method for introducing these substances into exosomes. The details of the test are as follows.
A dispersion was prepared in which 25 μg of CD63-GFP-exosome and 50 μg of saporin and / or 25 μg of EGF were dispersed in 100 μL of DPBS. Alternatively, a dispersion in which 25 μg of CD63-GFP-exosome and 25 μg of transferrin were dispersed in 100 μL of DPBS was prepared. Then, the dispersion was electroporated using Super electropolator NEPA21 Type II manufactured by NEPA genes. Electroporation was performed under the following conditions: poring pulse: twice pulse, 200 V, 5 msec; transfer pulse: five pulse, 20 V, 50 msec; 1 cm electroporation cuvette; 25 ° C :.
The solution after electroporation was filtered through Amicon Ultra Filtration filters (100 kDa) manufactured by Merck Millipore to remove saporins, EGF, and transferrin that were not introduced (encapsulated) into exosomes. Here, the above filtration was carried out by centrifugation for 10 minutes under the condition of 18,000 × g and 4 ° C., and the exosomes remaining on the filter were collected. Then, the exosome after such filtration was dispersed in 500 μL of DPBS, and the washing operation of 18,000 × g and centrifugation for 10 minutes under the condition of 4 ° C. was repeated twice. As described above, exosomes containing saporin and / or EGF, or exosomes containing transferrin were prepared. Such exosomes were dispersed in DPBS to prepare an exosome stock solution.

以下、上記試験3で得られたCD63−GFP−エクソソームをサンプル1、上記試験4で得られたサポリン内包エクソソームをサンプル2、上記試験4で得られたEGF内包エクソソームをサンプル3、上記試験4で得られたEGFおよびサポリンを内包したエクソソームをサンプル4、上記試験4で得られたトランスフェリン内包エクソソームをサンプル5とする。サンプル1〜5にかかるエクソソームについて、表2にまとめる。 Hereinafter, the CD63-GFP-exosome obtained in the above test 3 is sample 1, the saporin-encapsulating exosome obtained in the above test 4 is sample 2, the EGF-encapsulating exosome obtained in the above test 4 is sample 3, and the above test 4 is used. Sample 4 is the exosome containing EGF and saporin obtained, and sample 5 is the exosome containing transferrin obtained in Test 4 above. Table 2 summarizes the exosomes of Samples 1-5.

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<試験5:エクソソームの取り込み試験>
上記サンプル1に係るエクソソームと、マクロピノサイトーシスを誘導する物質としてのEGFとを供試細胞の培地中に供給したときの、該供試細胞による該エクソソームの取り込みを、共焦点顕微鏡を用いた蛍光観察により評価した。供試細胞としてA431細胞を用いた。試験の詳細は以下のとおりである。
<Test 5: Exosome uptake test>
A confocal microscope was used to capture the exosomes of the test cells when the exosomes of Sample 1 and EGF as a substance that induces macropinocytosis were supplied into the medium of the test cells. It was evaluated by fluorescence observation. A431 cells were used as test cells. The details of the test are as follows.

まず、A431細胞を直径35mmのガラスベースディッシュに2.0×10個/ウェルの細胞密度で播種し、5%CO、37℃の条件下のインキュベータ内で1日間の前培養を行った。培地は、上記試験1でA431の継代培養培地として用いたものと同様の組成のもの(以下、かかる培地を「A431培地」ともよぶ)を1ウェルあたり2mLずつ用いた。
上記1日間の培養(前培養)後のA431細胞について、培養容器中の培地を除去し、FBSを含まないA431培地(即ち、MEM培地)を1mL用いて培養容器内を洗浄する操作を3回繰り返した。その後、20μg/mLのサンプル1に係るエクソソームと、500nMのEGFを含むMEM培地を1ウェルあたり200μLずつ添加し、5%CO、37℃の条件下で24時間培養した。また、対照区として20μg/mLのサンプル1に係るエクソソームを添加し且つEGFを添加しない試験区(EGF無添加区)を設けた。
First, A431 cells were seeded in a glass-based dish having a diameter of 35 mm at a cell density of 2.0 × 10 5 cells / well, and precultured for 1 day in an incubator under the conditions of 5% CO 2 and 37 ° C. .. As the medium, 2 mL of a medium having the same composition as that used as the subculture medium for A431 in Test 1 (hereinafter, such a medium is also referred to as “A431 medium”) was used.
For A431 cells after the above-mentioned 1-day culture (preculture), the operation of removing the medium in the culture vessel and washing the inside of the culture vessel with 1 mL of A431 medium (that is, MEM medium) containing no FBS was performed three times. Repeated. Then, 20 μg / mL of exosomes according to Sample 1 and MEM medium containing 500 nM of EGF were added in an amount of 200 μL per well, and the cells were cultured under the conditions of 5% CO 2 and 37 ° C. for 24 hours. Further, as a control group, a test group (EGF-free group) was provided in which the exosome according to Sample 1 of 20 μg / mL was added and EGF was not added.

上記エクソソーム存在下での培養後の細胞について、培養液中に5μg/mLとなる量のHoechst33342(Life Technologies(Invitrogen)社製)を添加して37℃の温度条件下で15分間放置して細胞の核を染色した。かかる核染色後の細胞を上記A431培地(1mL)を用いて3回洗浄した。そして、1mLのA431培地を培養容器中に添加して、対象細胞を固定することなく(即ち、生細胞の状態で)共焦点顕微鏡を用いた蛍光観察を行った。測定機器としては、Olympus社製のFV1200を用いた。 For the cells after culturing in the presence of the above exosomes, Hoechst33342 (manufactured by Life Technologies (Invitrogen)) in an amount of 5 μg / mL was added to the culture medium, and the cells were left to stand for 15 minutes under a temperature condition of 37 ° C. Stained the nucleus. The cells after such nuclear staining were washed 3 times with the above A431 medium (1 mL). Then, 1 mL of A431 medium was added to the culture vessel, and fluorescence observation was performed using a confocal microscope without fixing the target cells (that is, in the state of living cells). As a measuring device, FV1200 manufactured by Olympus was used.

各試験区について、共焦点顕微鏡(共焦点レーザー顕微鏡)による蛍光観察を行った結果を図1に示す。これらの画像は各試験区におけるサンプル1に係るエクソソームの細胞内への取り込みを調べた顕微鏡写真(画像)である。具体的には、左側の列(CD63−GFP−exosomeの列)に示す写真(画像)は、サンプル1に係るエクソソームの局在を調べた顕微鏡写真である。また、右側の列(Mergeの列)に示す写真(画像)は、Hoechst33342による核染色の画像と、左側の列に示すサンプル1に係るエクソソームの局在を調べた画像とを重ねた(マージした)画像である。 FIG. 1 shows the results of fluorescence observation with a confocal microscope (confocal laser microscope) for each test group. These images are micrographs (images) of the intracellular uptake of exosomes according to Sample 1 in each test group. Specifically, the photograph (image) shown in the left column (CD63-GFP-exosome column) is a micrograph in which the localization of exosomes related to sample 1 is investigated. In the photograph (image) shown in the right column (Merge column), the image of nuclear staining by Hoechst33342 and the image of examining the localization of exosomes related to sample 1 shown in the left column were superimposed (merged). ) It is an image.

図1に示すように、EGFを添加して培養した試験区(EGF添加区、図1の下段)は、EGF無添加区(図1の上段)と比較して、GFPの蛍光発色が強かった。このことは、EGF添加区の方が、EGF無添加区と比較して、エクソソームの取り込みが活発であることを示している。以上の結果より、対象細胞にEGFを供給することで、該細胞によるエクソソームの細胞内への取り込みを促進し得ることを確認した。 As shown in FIG. 1, the test group in which EGF was added and cultured (EGF-added group, lower part of FIG. 1) had stronger fluorescence color development of GFP as compared with the EGF-free group (upper part of FIG. 1). .. This indicates that the EGF-added group has more active exosome uptake than the EGF-free group. From the above results, it was confirmed that by supplying EGF to the target cells, the uptake of exosomes into the cells by the cells can be promoted.

<試験6:エクソソームの取り込み試験>
上記サンプル1に係るエクソソームとマクロピノサイトーシスを誘導する物質としてのEGFとを供試細胞の培地中に供給したときの、供試細胞による該エクソソームの取り込みを、フローサイトメーターを用いた分析により評価した。供試細胞としてA431細胞を用いた。試験の詳細は以下のとおりである。
まず、A431細胞を24穴培養皿(24ウェルプレート)に4.7×10個/ウェルの細胞密度で播種し、5%CO、37℃の条件下のインキュベータ内で1日間の前培養を行った。培地は、A431培地を1ウェルあたり1.0mLずつ用いた。
上記1日間の培養(前培養)後のA431細胞について、培養容器中の培地を除去し、MEM培地(200μL)を用いて培養容器内を3回洗浄した。その後、表3に示す組成の培地を1ウェルあたり200μLずつ添加し、5%CO、37℃の条件下で24時間培養した。具体的には、試験区6−1〜試験区6−3は、表3に示す濃度のEGFおよびサンプル1にかかるエクソソームを含有させたMEM培地(即ち、FBSを含まないA431培地)を用いた。また、試験区6−4および試験区6−5は、表3に示す濃度のEGFおよびサンプル1に係るエクソソームを含有させたA431培地(即ち、10%FBSを含むMEM培地)を用いた。
<Test 6: Exosome uptake test>
When the exosome according to the above sample 1 and EGF as a substance for inducing macropinocytosis were supplied into the medium of the test cell, the uptake of the exosome by the test cell was analyzed using a flow cytometer. evaluated. A431 cells were used as test cells. The details of the test are as follows.
First, A431 cells were seeded in a 24-well culture dish (24-well plate) at a cell density of 4.7 × 10 4 cells / well, and pre-cultured for 1 day in an incubator under the conditions of 5% CO 2 and 37 ° C. Was done. As the medium, 1.0 mL of A431 medium was used per well.
For A431 cells after the above-mentioned 1-day culture (preculture), the medium in the culture vessel was removed, and the inside of the culture vessel was washed 3 times with MEM medium (200 μL). Then, 200 μL of the medium having the composition shown in Table 3 was added per well, and the cells were cultured under the conditions of 5% CO 2 and 37 ° C. for 24 hours. Specifically, in Test Group 6-1 to Test Group 6-3, MEM medium (that is, A431 medium containing no FBS) containing EGF at the concentration shown in Table 3 and exosomes related to Sample 1 was used. .. In addition, Test Group 6-4 and Test Group 6-5 used A431 medium (that is, MEM medium containing 10% FBS) containing EGF and exosomes according to Sample 1 at the concentrations shown in Table 3.

Figure 0006948660
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上記エクソソーム存在下での培養後の細胞について、DPBS(200μL)を用いて3回洗浄した。その後、trypsin(0.1g/L)- ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)(0.11 mmol/L)(Nacalai Tesque社製)を培養容器中に200μL/ウェルずつ添加し、37℃で10分間反応させて細胞を剥離した。剥離した細胞を遠心チューブに回収し、800×g、4℃の条件で5分間遠心を行った後、上清を除去した。次いで、各遠心チューブ内にDPBSを400μLずつ加えて細胞を該DPBS中に懸濁した後、再度800×g、4℃の条件で5分間遠心を行った後、上清を除去した。そして、各試験区の細胞をそれぞれ400μLのDPBSに懸濁した。
上述のとおりに準備した各試験区にかかる細胞懸濁液をフローサイトメーターを用いて分析した。測定装置としては、Merck Millipore社製のGuava easyCyteを用いた。具体的には、励起波長:488nm、発光波長:525nmの条件でGFPの蛍光発色を検出することで、各試験における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を測定した。
The cells after culturing in the presence of the above exosomes were washed 3 times with DPBS (200 μL). Then, trypsin (0.1 g / L) -ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) (0.11 mmol / L) (manufactured by Nacalai Tesque) was added to the culture vessel at a rate of 200 μL / well, and the cells were allowed to react at 37 ° C. for 10 minutes to exfoliate the cells. bottom. The detached cells were collected in a centrifuge tube, centrifuged at 800 × g at 4 ° C. for 5 minutes, and then the supernatant was removed. Then, 400 μL of DPBS was added to each centrifuge tube to suspend the cells in the DPBS, and the cells were centrifuged again at 800 × g at 4 ° C. for 5 minutes, and the supernatant was removed. Then, the cells of each test group were suspended in 400 μL of DPBS.
The cell suspensions of each test plot prepared as described above were analyzed using a flow cytometer. As a measuring device, Guava easy Cyte manufactured by Merck Millipore was used. Specifically, the average GFP fluorescence intensity per cell in each test was measured by detecting the fluorescence color development of GFP under the conditions of an excitation wavelength: 488 nm and an emission wavelength: 525 nm.

上述のとおりフローサイトメーターを用いて分析した結果を図2に示す。図2に示すグラフは、試験区6−1(コントロール区)における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を100としたときの各試験区の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度の相対値を示すものである。図2に示す棒グラフは、左から順に、試験区6−1、6−2、6−3、6−4、6−5の結果を示す。 The results of the analysis using the flow cytometer as described above are shown in FIG. The graph shown in FIG. 2 shows the relative value of the average GFP fluorescence intensity per cell in each test group when the average GFP fluorescence intensity per cell in the test group 6-1 (control group) is 100. be. The bar graph shown in FIG. 2 shows the results of test plots 6-1 and 6-2, 6-3, 6-4, and 6-5 in order from the left.

図2に示すように、試験区6−2および試験区6−3における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、試験区6−1に示す一細胞あたりの平均GFP蛍光強度と比較して、顕著に高かった。また、かかる一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、培地中のEGFの濃度が増大するに伴い(即ち、培地中のEGF濃度依存的に)増大した。具体的には、試験区6−1の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度と比較して、試験区6−2における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は凡そ19倍、試験区6−3の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度はおよそ27倍であった。以上の結果より、対象細胞にEGFを供給することで、エクソソームの細胞内への取り込みが顕著に促進されることを確認した。 As shown in FIG. 2, the average GFP fluorescence intensity per cell in Test Group 6-2 and Test Group 6-3 is remarkable as compared with the average GFP fluorescence intensity per cell shown in Test Group 6-1. It was expensive. In addition, the average GFP fluorescence intensity per cell increased as the concentration of EGF in the medium increased (that is, depending on the concentration of EGF in the medium). Specifically, the average GFP fluorescence intensity per cell in Test Group 6-2 is about 19 times that of the average GFP fluorescence intensity per cell in Test Group 6-1. The average GFP fluorescence intensity per cell was approximately 27-fold. From the above results, it was confirmed that the uptake of exosomes into cells is remarkably promoted by supplying EGF to the target cells.

また、図2に示すように、試験区6−5における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、試験区6−1および試験区6−4における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度と比較して、顕著に高かった。具体的には、試験区6−5における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、試験区6−1の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度と比較しておよそ33倍であり、試験区6−4の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度と比較して凡そ5倍であった。即ち、試験区6−1〜6−5の結果から、対象細胞にEGFを供給することで、培地中のFBSの有無に関係なく、エクソソームの細胞内への取り込みを促進し得ることを確認した。
試験区6−4および6−5は、培地中にFBS由来のエクソソームを含有するため、該FBS由来のエクソソームとサンプル1に係るエクソソームとが競合状態にある。かかる競合状態は、生体内に本発明にかかる外来物質導入用エクソソーム(外来物質導入用組成物)を供給(投与)したときに、内在性のエクソソーム(生体内にもともと存在するエクソソーム)と外来物質導入用エクソソームとが競合する状態をインビトロ実験系で再現したものである。即ち、試験区6−4および6−5の結果より、内在性のエクソソーム(ここではFBS由来のエクソソーム)が存在する環境下であっても、対象細胞にEGFを供給することで、目的のエクソソーム(即ち、外来物質導入用エクソソーム)の細胞内への取り込みを顕著に促進し得ることを確認した。
Further, as shown in FIG. 2, the average GFP fluorescence intensity per cell in Test Group 6-5 was compared with the average GFP fluorescence intensity per cell in Test Group 6-1 and Test Group 6-4. It was significantly higher. Specifically, the average GFP fluorescence intensity per cell in Test Group 6-5 was approximately 33 times that of the average GFP fluorescence intensity per cell in Test Group 6-1 and was found in Test Group 6-4. It was about 5 times the average GFP fluorescence intensity per cell. That is, from the results of Test Groups 6-1 to 6-5, it was confirmed that supplying EGF to the target cells can promote the uptake of exosomes into the cells regardless of the presence or absence of FBS in the medium. ..
In Test Groups 6-4 and 6-5, since the exosomes derived from FBS are contained in the medium, the exosomes derived from FBS and the exosomes related to Sample 1 are in a competitive state. Such a competitive state is that when an exosome for introducing a foreign substance (composition for introducing a foreign substance) according to the present invention is supplied (administered) into a living body, an endogenous exosome (exosome originally present in the living body) and a foreign substance are exhibited. This is a reproduction of the state of competition with the introduction exosome in an in vitro experimental system. That is, from the results of Test Groups 6-4 and 6-5, even in an environment where endogenous exosomes (here, FBS-derived exosomes) are present, the target exosomes can be supplied by supplying EGF to the target cells. It was confirmed that (that is, exosomes for introducing foreign substances) can be remarkably promoted into the cells.

<試験7:EGFによるマクロピノサイトーシス誘導活性の評価試験>
対象細胞にEGFを供給することによって促進されたエクソソームの細胞内への取り込みがマクロピノサイトーシスによるものであるかを、共焦点顕微鏡を用いた蛍光観察により評価した。具体的には、マクロピノサイトーシスによる物質の取り込みを識別するマーカー物質の細胞内の局在と、サンプル1に係るエクソソームの細胞内の局在とを、共焦点顕微鏡を用いて蛍光観察して比較した。本試験では、上記マクロピノサイトーシスによる物質の取り込みを識別するマーカー物質として、マクロピノサイトーシスにより細胞内に取り込まれることが知られるデキストラン(約70kDaの多糖類)を用いた。供試細胞としては、A431細胞を用いた。試験の詳細は以下のとおりである。
<Test 7: Evaluation test of macropinocytosis-inducing activity by EGF>
Whether the intracellular uptake of exosomes promoted by supplying EGF to the target cells was due to macropinocytosis was evaluated by fluorescence observation using a confocal microscope. Specifically, the intracellular localization of the marker substance that identifies the uptake of the substance by macropinocytosis and the intracellular localization of the exosome according to Sample 1 are observed by fluorescence using a confocal microscope. Compared. In this test, dextran (a polysaccharide of about 70 kDa) known to be taken up into cells by macropinocytosis was used as a marker substance for identifying the uptake of the substance by macropinocytosis. As the test cells, A431 cells were used. The details of the test are as follows.

具体的には、エクソソーム存在下での培養時に、EGF(500nM)およびサンプル1に係るエクソソーム(20μg/mL)に加えてさらに0.5mg/mLの濃度のデキストランを含む培地を用いた以外は上記試験5と同様の条件および手法により分析した。ここで、上記デキストランとしては、蛍光色素(テキサスレッド)で標識したデキストラン(Texas red-dextran、Life Technologies(Molecular Probe)社製、以下同じ)を用いた。 Specifically, when culturing in the presence of exosomes, except that a medium containing EGF (500 nM) and exosomes (20 μg / mL) according to Sample 1 and dextran having a concentration of 0.5 mg / mL was used. The analysis was performed under the same conditions and methods as in Test 5. Here, as the dextran, a dextran labeled with a fluorescent dye (Texas red) (Texas red-dextran, manufactured by Life Technologies (Molecular Probes), the same applies hereinafter) was used.

共焦点顕微鏡(共焦点レーザー顕微鏡)による蛍光観察を行った結果を図3に示す。これらの画像は本試験における供試細胞による、サンプル1に係るエクソソームおよびTexas red-dextranの細胞内への取り込みを調べた顕微鏡写真(画像)である。具体的には、左上に示す写真(画像)は、サンプル1に係るエクソソームの局在を調べた顕微鏡写真である。左下に示す写真(画像)は、Texas red-dextranの局在を示す画像である。また、右に示す写真(画像)は、上記左上に示すサンプル1に係るエクソソームの局在を調べた画像と、上記左下に示すTexas red-dextranの局在を調べた画像とを重ねた(マージした)画像である。 FIG. 3 shows the results of fluorescence observation with a confocal microscope (confocal laser microscope). These images are micrographs (images) of the intracellular uptake of exosomes and Texas red-dextran according to Sample 1 by the test cells in this test. Specifically, the photograph (image) shown in the upper left is a micrograph in which the localization of exosomes according to Sample 1 is investigated. The photograph (image) shown in the lower left is an image showing the localization of Texas red-dextran. In the photograph (image) shown on the right, an image of examining the localization of exosomes related to sample 1 shown in the upper left of the above and an image of examining the localization of Texas red-dextran shown in the lower left of the above were superimposed (merged). It is an image.

図3に示すとおり、サンプル1に係るエクソソームの細胞内の局在と、デキストランの細胞内の局在が重複していた。即ち、サンプル1に係るエクソソームとデキストランとは細胞内において共局在していた。このことはエクソソームとデキストランとを細胞内に取り込む機構が同じであること、即ち、エクソソームとデキストランとがマクロピノサイトーシスによって細胞内に取り込まれたことを示している。以上の結果より、対象細胞にEGFを供給することによって促進されたエクソソームの細胞内への取り込みは、マクロピノサイトーシスによるものであることを確認した。換言すると、EGFにより、マクロピノサイトーシスが誘導され、これによりエクソソームの細胞内への取り込みが促進されることを確認した。即ち、EGFはマクロピノサイトーシスを誘導する物質として好適に使用し得ることを確認した。 As shown in FIG. 3, the intracellular localization of the exosome according to Sample 1 and the intracellular localization of dextran overlapped. That is, the exosome and dextran according to Sample 1 were co-localized in the cell. This indicates that the mechanism of uptake of exosomes and dextran into cells is the same, that is, exosomes and dextran are taken up into cells by macropinocytosis. From the above results, it was confirmed that the intracellular uptake of exosomes promoted by supplying EGF to the target cells was due to macropinocytosis. In other words, it was confirmed that EGF induces macropinocytosis, which promotes the intracellular uptake of exosomes. That is, it was confirmed that EGF can be suitably used as a substance that induces macropinocytosis.

<試験8:EGFによるマクロピノサイトーシス誘導活性の評価試験>
対象細胞にEGFを供給することによって促進されたエクソソームの細胞内への取り込みが、マクロピノサイトーシスによるものであるかを、フローサイトメーターを用いた分析により評価した。具体的には、マクロピノサイトーシスの阻害剤がエクソソームの取り込みに与える影響を、フローサイトメーターを用いて分析した。本試験では、上記マクロピノサイトーシス阻害剤として、EIPA(5-(N-ethyl-N-isopropyl) amiloride、Sigma-Aldrich社製)を用いた。供試細胞としてA431細胞を用いた。試験の詳細は以下のとおりである。
<Test 8: Evaluation test of macropinocytosis-inducing activity by EGF>
Whether the intracellular uptake of exosomes promoted by supplying EGF to the target cells was due to macropinocytosis was evaluated by analysis using a flow cytometer. Specifically, the effects of macropinocytosis inhibitors on exosome uptake were analyzed using a flow cytometer. In this test, EIPA (5- (N-ethyl-N-isopropyl) amiloride, manufactured by Sigma-Aldrich) was used as the macropinocytosis inhibitor. A431 cells were used as test cells. The details of the test are as follows.

まず、上記試験6と同様の条件および手法により、1日間の前培養をしたA431細胞を準備し、MEM培地を用いて該細胞を3回洗浄した。そして、100nMのEIPAを含むMEM培地を1ウェルあたり200μL添加し、5%CO、37℃の条件下に30分間放置した。次いで、かかるEIPA含有MEM培地中に、培地中の濃度が100nMとなる量のEGFと、培地中の濃度が20μg/mLとなる量のサンプル1に係るエクソソームとを添加し、5%CO、37℃の条件下で3時間培養した。かかる試験区を、EIPA処理区とよぶ。なお、コントロールとして、MEM培地中に上記EIPAを添加しない以外は上記EIPA試験区と同様に処理を行った試験区(EIPA無処理区)を設けた。
上記エクソソーム存在下での培養後の細胞について、上記試験6と同様の条件および手法により、フローサイトメーターを用いた分析を行った。
First, A431 cells pre-cultured for 1 day were prepared under the same conditions and methods as in Test 6 above, and the cells were washed 3 times using MEM medium. Then, 200 μL of MEM medium containing 100 nM EIPA was added per well, and the medium was left for 30 minutes under the conditions of 5% CO 2 and 37 ° C. Next, in the MEM medium containing EIPA, an amount of EGF having a concentration of 100 nM in the medium and an exosome according to Sample 1 having an amount of a concentration of 20 μg / mL in the medium were added, and 5% CO 2 was added. The cells were cultured at 37 ° C. for 3 hours. Such a test plot is called an EIPA treatment plot. As a control, a test group (EIPA untreated group) was provided, which was treated in the same manner as the EIPA test group except that the above EIPA was not added to the MEM medium.
The cells after culturing in the presence of the exosomes were analyzed using a flow cytometer under the same conditions and methods as in Test 6 above.

結果を図4に示す。図4に示すグラフは、上記EIPA無処理区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を100としたときのEIPA処理区の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度の相対値を示すものである。 The results are shown in FIG. The graph shown in FIG. 4 shows the relative value of the average GFP fluorescence intensity per cell in the EIPA-treated group when the average GFP fluorescence intensity per cell in the EIPA-untreated group is 100.

図4に示すとおり、EIPA処理区の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、EIPA無処理区の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度と比較して、顕著に少なかった(凡そ50%以下であった)。このことは、マクロピノサイトーシスの阻害剤であるEIPAを添加して培養することで、対象細胞によるエクソソームの取り込みが阻害されたことを示している。即ち、EIPAによって、EGFによるマクロピノサイトーシス誘導活性が阻害されたことを示している。以上の結果より、対象細胞にEGFを供給することによって促進されたエクソソームの細胞内への取り込みは、マクロピノサイトーシスによるものであることが確認された。換言すると、対象細胞にEGFを供給することにより、該細胞のマクロピノサイトーシスが誘導され、これにより該細胞におけるエクソソームの取り込みが促進されることが確認された。即ち、EGFはマクロピノサイトーシスを誘導する物質として好適に使用し得ることを確認した。 As shown in FIG. 4, the average GFP fluorescence intensity per cell in the EIPA-treated group was significantly lower than the average GFP fluorescence intensity per cell in the EIPA-untreated group (approximately 50% or less). ). This indicates that the uptake of exosomes by the target cells was inhibited by adding and culturing EIPA, which is an inhibitor of macropinocytosis. That is, it is shown that EGFA inhibited the macropinocytosis-inducing activity by EGF. From the above results, it was confirmed that the intracellular uptake of exosomes promoted by supplying EGF to the target cells was due to macropinocytosis. In other words, it was confirmed that by supplying EGF to the target cells, macropinocytosis of the cells was induced, which promoted the uptake of exosomes in the cells. That is, it was confirmed that EGF can be suitably used as a substance that induces macropinocytosis.

<試験9:細胞生存率の評価試験>
サンプル1に係るエクソソームを供試細胞に供給して培養したときの細胞生存率について、WST−1(4-[3-(4-iodophenyl)-2-(4-nitrophenyl)-2H-5-tetrazolio]-1,3-benzene disulfonate)(水溶性テトラゾリウム塩)を用いた吸光光度法による細胞増殖試験(WST−1アッセイ)を行うことで評価した。供試細胞としてA431細胞を用いた。評価試験の詳細は以下のとおりである。
<Test 9: Evaluation test of cell viability>
Regarding the cell viability when the exosomes according to Sample 1 were supplied to the test cells and cultured, WST-1 (4- [3- (4-iodophenyl) -2- (4-nitrophenyl) -2H-5-tetrazolio) ] -1,3-benzene disulfonate) (water-soluble tetrazolium salt) was evaluated by performing a cell proliferation test (WST-1 assay) by absorptiometry. A431 cells were used as test cells. The details of the evaluation test are as follows.

A431細胞を細胞数が1ウェルあたり凡そ1.2×10個となるように96穴(ウェル)プレートの各ウェルに播種し、5%CO、37℃の条件下のインキュベータで1日間培養(前培養)を行った。培地は上記A431培地を用い、1ウェルあたりの培地量を100μLとした。
上記所定時間の培養(前培養)後、培養容器中の培地を、20μg/mLのサンプル1に係るエクソソームと、0nM(即ち、EGF無添加)、100nMまたは500nMのEGFとを含むMEM培地(即ち、FBSを含まないA431培地)にそれぞれ交換した。1ウェルあたりの培地量は50μLとした。なお、コントロール区として、培地中にサンプル1に係るエクソソームおよびEGFのいずれも含有しない試験区を設けた。
A431 cells were seeded in each well of a 96-well plate so that the number of cells was approximately 1.2 × 10 4 per well, and cultured for 1 day in an incubator under the conditions of 5% CO 2 and 37 ° C. (Preculture) was performed. As the medium, the above A431 medium was used, and the amount of medium per well was 100 μL.
After culturing (preculture) for the above predetermined time, the medium in the culture vessel is a MEM medium containing 20 μg / mL exosomes according to Sample 1 and 0 nM (that is, EGF-free), 100 nM or 500 nM EGF (that is, EGF). , FBS-free A431 medium). The amount of medium per well was 50 μL. As a control group, a test group containing neither exosome nor EGF related to sample 1 was provided in the medium.

上記のようにしてエクソソームを細胞に供給した後、96穴(ウェル)プレートを、COインキュベータ内に配置し、37℃、5%CO条件下で本培養した。そして、エクソソーム存在下での培養(本培養)開始から24時間が経過した時点において、供試細胞の生存状態(生細胞数)を市販の発色測定キット(Premix WST-1 Cell Proliferation Assay System、Takara Bio社製)を使用して測定した。即ち、生細胞の酵素活性により試薬中のテトラゾリウム塩が還元されて水溶性ホルマザンが生成されることを利用し、培地中の水溶性ホルマザン量を吸光光度法(測定波長:450nm、対照波長:620nm)により測定して生細胞数を測定した。なお、以下に詳述する操作以外は上記測定キットに添付のマニュアルどおりに行った。
具体的には、上記所定の培養時間が経過した細胞培養ウェル中に、発色基材として「水溶性テトラゾリウム塩(WST−1)」を含む試薬を1ウェルあたり10μL添加し、5%CO、37℃の条件下で45分間インキュベートした。その後、該発色試薬を添加した細胞培養液について、波長450nmの吸光度(A450)および波長620nmの吸光度(A620)を分光光度計(マイクロプレートリーダ)を用いて測定し、A450をA620で補正した値A450-620を算出し、各試験区の細胞生存率を算出した。そして、コントロール区における細胞生存率を100%としたときの各試験区の細胞生存率(%)の相対値を以下の式:細胞生存率(%)=(各試験区のA450-620)÷(コントロール区のA450-620)×100;により算出した。結果を図5に示す。
After supplying the cells with exosomes as described above, a 96-well plate was placed in a CO 2 incubator and main-cultured under 37 ° C. and 5% CO 2 conditions. Then, when 24 hours have passed from the start of the culture (main culture) in the presence of exosomes, the viable state (number of living cells) of the test cells is measured with a commercially available color development measurement kit (Premix WST-1 Cell Proliferation Assay System, Takara). Measured using Bio). That is, by utilizing the fact that the tetrazolium salt in the reagent is reduced by the enzymatic activity of living cells to produce water-soluble formazan, the amount of water-soluble formazan in the medium is measured by absorptiometry (measurement wavelength: 450 nm, control wavelength: 620 nm). ) To measure the number of viable cells. Except for the operations described in detail below, the operation was performed according to the manual attached to the above measurement kit.
Specifically, 10 μL of a reagent containing "water-soluble tetrazolium salt (WST-1)" as a color-developing substrate was added to the cell culture well after the above-mentioned predetermined culture time had passed, and 5% CO 2 was added. Incubated for 45 minutes under 37 ° C. conditions. Then, with respect to the cell culture solution to which the color-developing reagent was added, the absorbance at a wavelength of 450 nm (A 450 ) and the absorbance at a wavelength of 620 nm (A 620 ) were measured using a spectrophotometer (microplate reader), and A 450 was A 620. The value A 450-620 corrected in 1 was calculated, and the cell viability of each test group was calculated. Then, the relative value of the cell viability (%) of each test group when the cell viability in the control group is 100% is expressed by the following formula: cell viability (%) = (A 450-620 of each test group). It was calculated by ÷ (A 450-620 in the control group) × 100 ;. The results are shown in FIG.

図5に示すとおり、サンプル1に係るエクソソームに加えてさらに0nM、100nMまたは500nMのEGFを添加して培養したいずれの試験区についても、コントロール区と比較して、細胞生存率はほとんど変わらなかった(細胞生存率に有意な差はなかった)。このことから、培地中に添加した(対象細胞に供給した)サンプル1に係るエクソソーム(即ちCD63−GFP−エクソソーム)およびEGFは、対象細胞の細胞増殖に何ら影響を与えないことを確認した。即ち、培地中および細胞内に取り込まれたCD63−GFP−エクソソームは細胞毒性および細胞増殖促進活性が無いことを確認した。また、CD63−GFP−エクソソームに加えて添加したEGFによって、対象細胞の細胞増殖が亢進しないことを確認した。 As shown in FIG. 5, the cell viability was almost the same in all the test groups cultured by adding 0 nM, 100 nM or 500 nM EGF in addition to the exosomes of Sample 1 as compared with the control group. (There was no significant difference in cell viability). From this, it was confirmed that the exosomes (that is, CD63-GFP-exosomes) and EGF related to Sample 1 added to the medium (supplied to the target cells) had no effect on cell proliferation of the target cells. That is, it was confirmed that the CD63-GFP-exosomes taken up in the medium and in the cells had no cytotoxicity and cell proliferation promoting activity. It was also confirmed that EGF added in addition to CD63-GFP-exosome did not promote cell proliferation of the target cells.

<試験10:エクソソームを用いた外来物質の細胞内導入試験>
上記サンプル2にかかるエクソソームを用いて、エクソソーム内に内包した外来物質が細胞内へ供給される効率を評価した。具体的には、外来物質としてサポリンを用い、サポリン内包エクソソームを細胞に供給した時の細胞の生存率を調べることで、エクソソーム内に内包したサポリンが細胞内へ取り込まれる効率を評価した。ここで、サポリンとはタンパク質性毒素の一種(即ち、抗腫瘍活性を有する物質の一種)であり、サポリンを取り込んだ細胞は細胞死が引き起こされることが知られている。即ち、細胞生存率が低いほど、サポリンが細胞内に高効率に導入されたことを示す。
試験方法としては、エクソソーム存在下での培養(本培養)を以下の条件に変更した以外は上記試験9と同様の条件および手法により、供試細胞の細胞生存率(%)を測定した。即ち、本試験では、前培養後の培養容器中の培地を、4μg/mLのサンプル2に係るエクソソーム(即ちサポリン内包エクソソーム)或いは7μg/mLのサポリンと、0nM(即ちEGF無添加)または500nMのEGFと、を含むA431培地(即ち、10%のFBSを含むMEM培地)に交換して48時間培養した以外は上記試験9と同様の条件とした。ここで、各試験区を試験区10−1〜試験区10−4と呼ぶこととする。なお、コントロール区として、培地中にエクソソーム(サンプル2に係るエクソソーム、即ちサポリン内包エクソソーム)、サポリンおよびEGFのいずれも含有しない試験区を設けた。各試験区の本培養に用いた培地の組成を、表4にまとめる。
<Test 10: Intracellular introduction test of foreign substances using exosomes>
Using the exosomes of Sample 2, the efficiency of supplying foreign substances contained in the exosomes into cells was evaluated. Specifically, by using saporin as a foreign substance and examining the survival rate of the cells when the saporin-encapsulating exosomes were supplied to the cells, the efficiency of the saporins contained in the exosomes being taken up into the cells was evaluated. Here, saporin is a kind of proteinaceous toxin (that is, a kind of substance having antitumor activity), and it is known that cells that have taken up saporin cause cell death. That is, the lower the cell viability, the more efficiently the saporin was introduced into the cells.
As a test method, the cell viability (%) of the test cells was measured under the same conditions and methods as in Test 9 above, except that the culture in the presence of exosomes (main culture) was changed to the following conditions. That is, in this test, the medium in the culture vessel after preculture was prepared with 4 μg / mL exosomes (that is, saporin-encapsulating exosomes) or 7 μg / mL saporin according to Sample 2 and 0 nM (that is, without EGF addition) or 500 nM. The conditions were the same as in Test 9 above, except that the medium was replaced with A431 medium containing EGF (that is, MEM medium containing 10% FBS) and cultured for 48 hours. Here, each test group will be referred to as a test group 10-1 to a test group 10-4. As a control group, a test group containing neither exosome (exosome according to sample 2, that is, saporin-encapsulating exosome), saporin, or EGF was provided in the medium. The composition of the medium used for the main culture of each test group is summarized in Table 4.

Figure 0006948660
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上記本培養後の各試験区について、上記試験9と同様の手法により、コントロール区における細胞生存率を100%としたときの各試験区の細胞生存率(%)の相対値を算出した。結果を図6に示す。ここで、図中の棒グラフは、左から、コントロール区、試験区10−1、10−2、10−3、10−4の結果を示すものである。 For each test group after the main culture, the relative value of the cell viability (%) of each test group was calculated when the cell viability in the control group was set to 100% by the same method as in Test 9. The results are shown in FIG. Here, the bar graph in the figure shows the results of the control group, the test group 10-1, 10-2, 10-3, and 10-4 from the left.

図6に示すとおり、試験区10−2は、他の試験区(コントロール区、試験区10−1、試験区10−3、および試験区10−4)と比較して、細胞生存率が顕著に低かった(細胞生存率がおよそ半分以下であった)。このことは、試験区10−2にかかる細胞には、他の試験区と比較して、サポリンが細胞内に特に高効率に導入されたことを示している。さらに、試験区10−1と試験区10−2の結果の比較、および試験区10−3と試験区10−4の結果の比較から、対象細胞に対してEGFを供給することで、EGF無添加の場合と比較して細胞内へのサポリンの取り込みを促進し得ることを確認した。このことは、EGFは、対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを高効率に誘導し得ることを示している。
ここで、試験区10−3の結果より、単にサポリンを培地中に添加したのみでは、該サポリンは細胞内へほとんど取り込まれない(導入されない)ことを確認した。これに対して、試験区10−1と試験区10−3の結果の比較、および試験区10−2および試験区10−4の結果の比較から、エクソソーム内にサポリンを内包することにより、該サポリンを効率よく細胞内に導入し得ることを確認した。
以上の結果から、外来物質を内包したエクソソームと、マクロピノサイトーシスを誘導する物質とを対象細胞に供給することで、外来物質を対象細胞内に高効率に導入し得ることを確認した。
As shown in FIG. 6, the cell viability of the test group 10-2 is remarkable as compared with the other test groups (control group, test group 10-1, test group 10-3, and test group 10-4). Was low (cell viability was less than half). This indicates that saporin was introduced into the cells of the test group 10-2 with particularly high efficiency as compared with the other test groups. Furthermore, from the comparison of the results of Test Group 10-1 and Test Group 10-2 and the comparison of the results of Test Group 10-3 and Test Group 10-4, by supplying EGF to the target cells, there was no EGF. It was confirmed that the uptake of saporin into cells can be promoted as compared with the case of addition. This indicates that EGF can induce macropinocytosis in target cells with high efficiency.
Here, from the results of Test Group 10-3, it was confirmed that the saporin was hardly taken up (introduced) into the cells by simply adding the saporin to the medium. On the other hand, from the comparison of the results of Test Group 10-1 and Test Group 10-3 and the comparison of the results of Test Group 10-2 and Test Group 10-4, the saporin was included in the exosome. It was confirmed that saporin can be efficiently introduced into cells.
From the above results, it was confirmed that the foreign substance can be introduced into the target cell with high efficiency by supplying the exosome containing the foreign substance and the substance that induces macropinocytosis to the target cell.

<試験11:EGF内包エクソソームの細胞内取り込み試験>
サンプル3に係るエクソソーム(即ちEGF内包エクソソーム)を用いて、対象細胞による該エクソソームの取り込みを、フローサイトメーターを用いた分析により評価した。供試細胞としてA431細胞を用いた。試験の詳細は以下のとおりである。
<Test 11: Intracellular uptake test of EGF-encapsulating exosomes>
Using the exosomes according to Sample 3 (that is, EGF-encapsulating exosomes), the uptake of the exosomes by the target cells was evaluated by analysis using a flow cytometer. A431 cells were used as test cells. The details of the test are as follows.

まず、上記試験6と同様の条件および手法により、1日間の前培養をしたA431細胞を準備し、MEM培地を用いて該細胞を3回洗浄した。そして、20μg/mLのCD63−GFP−エクソソーム(即ち、サンプル1)、20μg/mLのEGF内包エクソソーム(即ち、サンプル3)または20μg/mLのトランスフェリン(Tf)内包エクソソーム(即ち、サンプル5)を含むA431培地(10%のFBSを含むMEM培地)を1ウェルあたり200μL添加し、5%CO、37℃の条件下で24時間培養した。各試験区を、それぞれサンプル1添加区、サンプル3添加区、サンプル5添加区と呼ぶこととする。
上記エクソソーム存在下での培養後の細胞について、上記試験6と同様の条件および手法により、フローサイトメーターを用いた分析を行った。
結果を図7に示す。図7に示すグラフは、上記サンプル1添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を100としたときのサンプル3添加区およびサンプル5添加区の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度の相対値を示すものである。
First, A431 cells pre-cultured for 1 day were prepared under the same conditions and methods as in Test 6 above, and the cells were washed 3 times using MEM medium. It also comprises 20 μg / mL CD63-GFP-exosomes (ie, sample 1), 20 μg / mL EGF-encapsulating exosomes (ie, sample 3) or 20 μg / mL transferrin (Tf) -encapsulating exosomes (ie, sample 5). 200 μL of A431 medium (MEM medium containing 10% FBS) was added per well, and the cells were cultured under the conditions of 5% CO 2 , 37 ° C. for 24 hours. Each test group will be referred to as a sample 1 addition group, a sample 3 addition group, and a sample 5 addition group, respectively.
The cells after culturing in the presence of the exosomes were analyzed using a flow cytometer under the same conditions and methods as in Test 6 above.
The results are shown in FIG. The graph shown in FIG. 7 shows the relative value of the average GFP fluorescence intensity per cell in the sample 3 addition group and the sample 5 addition group when the average GFP fluorescence intensity per cell in the sample 1 addition group is 100. It is a thing.

図7に示すように、サンプル3添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、サンプル1添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度と比較して、顕著に高かった。具体的には、サンプル3添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、サンプル1添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度のおよそ8倍であった。このことは、EGFを内包したエクソソームを対象細胞に供給することで、該エクソソーム(典型的には該エクソソーム内に内包されたEGF)により対象細胞のマクロピノサイトーシスが誘導され、該細胞によるエクソソームの取り込みが促進されたことを示している。即ち、対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質を内包したエクソソームを対象細胞に供給することによって、該対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを好適に誘導することが可能であること、および、該マクロピノサイトーシスの誘導によって対象細胞内への該エクソソームの取り込みを促進し得ることを確認した。
また、サンプル5添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、サンプル1添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度と比較して、若干増大していた(凡そ1.9倍)が、サンプル3添加区ほど顕著ではなかった。換言すると、サンプル3添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、サンプル5における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度よりも高かった(凡そ4.3倍であった)。ここで、トランスフェリンとは、トランスフェリン受容体を刺激することでクラスリン依存的なエンドサイトーシスを誘導する物質である。即ち、サンプル3添加区とサンプル5添加区の比較から、エクソソームは、クラスリン依存的なエンドサイトーシスよりも、マクロピノサイトーシスによって効率よく細胞内へ取り込まれることを確認した。
As shown in FIG. 7, the average GFP fluorescence intensity per cell in the sample 3 addition group was significantly higher than the average GFP fluorescence intensity per cell in the sample 1 addition group. Specifically, the average GFP fluorescence intensity per cell in the sample 3 addition group was about 8 times the average GFP fluorescence intensity per cell in the sample 1 addition group. This means that by supplying an exosome containing EGF to a target cell, the exosome (typically, the EGF contained in the exosome) induces macropinocytosis of the target cell, and the exosome by the cell is induced. It shows that the uptake of was promoted. That is, it is possible to suitably induce macropinocytosis in the target cell by supplying the target cell with an exosome containing a substance that induces macropinocytosis in the target cell. It was also confirmed that the induction of macropinocytosis can promote the uptake of the exosome into the target cell.
In addition, the average GFP fluorescence intensity per cell in the sample 5 addition group was slightly increased (approximately 1.9 times) as compared with the average GFP fluorescence intensity per cell in the sample 1 addition group, but the sample. It was not as remarkable as the 3 addition group. In other words, the average GFP fluorescence intensity per cell in the sample 3 addition group was higher than the average GFP fluorescence intensity per cell in sample 5 (approximately 4.3 times). Here, transferrin is a substance that induces clathrin-dependent endocytosis by stimulating the transferrin receptor. That is, from the comparison between the sample 3 addition group and the sample 5 addition group, it was confirmed that exosomes are more efficiently taken up into cells by macropinocytosis than by clathrin-dependent endocytosis.

<試験12:EGF内包エクソソームを用いた外来物質の細胞内導入試験>
サンプル2に係るエクソソーム(即ち、サポリン内包エクソソーム)およびサンプル4にかかるエクソソーム(即ち、EGFおよびサポリンの両方を内包するエクソソーム)を用いて、エクソソーム内に内包した外来物質が細胞内へ導入される効率を評価した。具体的には、外来物質としてサポリンを用い、かかるサポリンを内包するエクソソームを細胞に供給した時の細胞の生存率を調べることで、エクソソーム内に内包したサポリンが細胞内へ取り込まれる効率を評価した。供試細胞としてA431細胞を用いた。試験の詳細は以下のとおりである。
<Test 12: Intracellular introduction test of foreign substances using EGF-encapsulating exosomes>
Efficiency of introducing foreign substances contained in the exosome into the cell using the exosome according to sample 2 (that is, the exosome containing saporin) and the exosome related to sample 4 (that is, the exosome containing both EGF and saporin). Was evaluated. Specifically, by using saporin as a foreign substance and examining the survival rate of cells when the exosome containing such saporin was supplied to the cell, the efficiency of the saporin contained in the exosome being taken up into the cell was evaluated. .. A431 cells were used as test cells. The details of the test are as follows.

試験方法としては、エクソソーム存在下での培養を以下の条件に変更した以外は上記試験10と同様の条件および手法により、供試細胞の細胞生存率を測定した。具体的には、前培養後の細胞について、培養容器内の培地を、0.4μg/mL、4μg/mL、または20μg/mLのサンプル2またはサンプル4にかかるエクソソームを含むA431培地(即ち、10%FBS含有MEM培地)に交換して72時間培養した以外は上記試験10と同様の条件および手法により、供試細胞の細胞生存率を測定した。なお、コントロール区として、培地中にサンプル2およびサンプル4にかかるエクソソームをいずれも含有しない試験区を設けた。 As a test method, the cell viability of the test cells was measured by the same conditions and methods as in Test 10 above, except that the culture in the presence of exosomes was changed to the following conditions. Specifically, for the cells after pre-culture, the medium in the culture vessel is A431 medium containing 0.4 μg / mL, 4 μg / mL, or 20 μg / mL of sample 2 or sample 4 (that is, 10). The cell viability of the test cells was measured under the same conditions and methods as in Test 10 above, except that the cells were replaced with% FBS-containing MEM medium) and cultured for 72 hours. As a control group, a test group was provided in which the medium did not contain any of the exosomes of Sample 2 and Sample 4.

上記エクソソーム存在下での培養後の各試験区について、コントロール区における細胞生存率を100%としたときの各試験区の細胞生存率(%)の相対値を算出した。結果を図8に示す。 For each test group after culturing in the presence of the above exosomes, the relative value of the cell viability (%) of each test group was calculated when the cell viability in the control group was 100%. The results are shown in FIG.

また、上記各試験区の細胞について、エクソソーム存在下での72時間の培養後の細胞の状態を光学顕微鏡(位相差倒立顕微鏡)を用いて観察した。各試験区における顕微鏡観察の結果を図9に示す。 In addition, the state of the cells in each of the above test groups after culturing for 72 hours in the presence of exosomes was observed using an optical microscope (phase-contrast inverted microscope). The results of microscopic observation in each test group are shown in FIG.

図8に示すように、サンプル4添加区の細胞は、コントロール区および同濃度のサンプル2添加区の細胞と比較して、細胞生存率が低かった。また、培地中のサンプル4に係るエクソソーム濃度が少なくとも0.4〜20μg/mLの範囲内にある場合において、該エクソソームを供給した対象細胞の細胞生存率は低下し、該細胞生存率は培地中のサンプル4に係るエクソソーム濃度が増大するに伴って(サンプル4に係るエクソソームの濃度依存的に)低下することを確認した。特に、培地中のエクソソーム濃度が4μg/mL以上(4〜20μg/mL)である場合に、顕著に細胞生存率が低下した。
また、図9に示すように、サンプル4添加区の細胞は、同濃度のサンプル2添加区の細胞と比較して、細胞の形態が不均一であり(典型的には細胞のサイズが縮小して細胞の辺縁が不明瞭であり)、白く光って観察される細胞が多かった。かかる細胞の形態が不均一であり、白く光って観察される細胞は、細胞死を起こしている(細胞死を起こしつつある)細胞である。
これらのことは、EGFを内包するエクソソームを用いることで、該エクソソーム内に内包したサポリンを対象細胞内に効率よく導入することができることを示している。以上の結果より、マクロピノサイトーシスを誘導する物質と外来物質とを内包するエクソソームを用いることで、該外来物質を対象細胞内に効率よく導入することができることを確認した。換言すると、マクロピノサイトーシスを誘導する物質と、外来物質とを内包するエクソソームは、該外来物質を対象の細胞内に導入する目的に好適に使用し得ることを確認した。
As shown in FIG. 8, the cells in the sample 4 addition group had lower cell viability as compared with the cells in the control group and the sample 2 addition group having the same concentration. Further, when the exosome concentration of sample 4 in the medium is in the range of at least 0.4 to 20 μg / mL, the cell viability of the target cells supplied with the exosomes decreases, and the cell viability is in the medium. It was confirmed that the concentration of exosomes related to sample 4 decreased as the concentration of exosomes related to sample 4 increased (depending on the concentration of exosomes related to sample 4). In particular, when the exosome concentration in the medium was 4 μg / mL or more (4 to 20 μg / mL), the cell viability was significantly reduced.
Further, as shown in FIG. 9, the cells in the sample 4 addition group had a non-uniform cell morphology as compared with the cells in the sample 2 addition group having the same concentration (typically, the cell size was reduced). The edges of the cells were unclear), and many cells were observed glowing white. The cells in which the morphology of such cells is heterogeneous and are observed to glow white are cells that are undergoing cell death (cell death is occurring).
These facts indicate that by using an exosome containing EGF, the saporin contained in the exosome can be efficiently introduced into a target cell. From the above results, it was confirmed that the foreign substance can be efficiently introduced into the target cell by using an exosome containing a substance that induces macropinocytosis and a foreign substance. In other words, it was confirmed that an exosome containing a substance that induces macropinocytosis and a foreign substance can be suitably used for the purpose of introducing the foreign substance into a target cell.

<試験13:エクソソームの取り込み試験>
エクソソームおよびマクロピノサイトーシスを誘導する物質が存在する条件下での培養期間を延長し、該条件における供試細胞によるエクソソームの取り込みを評価した。評価方法としては、共焦点顕微鏡を用いた蛍光観察およびフローサイトメーターを用いた分析を行った。供試細胞としてA431細胞を用いた。試験の詳細は以下のとおりである。
<Test 13: Exosome uptake test>
The culture period was extended in the presence of substances that induce exosomes and macropinocytosis, and the uptake of exosomes by the test cells under these conditions was evaluated. As the evaluation method, fluorescence observation using a confocal microscope and analysis using a flow cytometer were performed. A431 cells were used as test cells. The details of the test are as follows.

フローサイトメーターを用いた分析は、以下のとおりに行った。前培養後の細胞を、20μg/mLのサンプル1に係るエクソソームと、100nM或いは500nMのEGFを含有するA431培地(即ち、10%FBS含有MEM培地)に培地交換し、24時間毎(即ち、エクソソーム存在下での培養開始後24時間後、48時間後、72時間後および96時間後)に該培地中に同濃度(100nM或いは500nM)のEGFを添加しながら培養した以外は上記試験6と同様にして、該細胞をエクソソーム存在下で96時間培養した。また、コントロール区として、培地中にEGFを含有しない(20μg/mLのサンプル1に係るエクソソームは含有する)試験区(以下、EGF無添加区ともいう)を設けた。 The analysis using the flow cytometer was performed as follows. The pre-cultured cells were replaced with A431 medium (ie, 10% FBS-containing MEM medium) containing 20 μg / mL exosomes of sample 1 and 100 nM or 500 nM EGF and every 24 hours (ie, exosomes). Same as Test 6 above, except that the medium was cultured with the same concentration (100 nM or 500 nM) of EGF added 24 hours, 48 hours, 72 hours, and 96 hours after the start of the culture in the presence of the medium. The cells were then cultured in the presence of exosomes for 96 hours. In addition, as a control group, a test group (hereinafter, also referred to as an EGF-free group) containing no EGF in the medium (containing exosomes according to sample 1 of 20 μg / mL) was provided.

上記エクソソーム存在下での本培養後の各試験区の細胞について、該細胞によるエクソソームの取り込みを、上記試験6と同様の手法でフローサイトメーターを用いた分析を行い評価した。結果を図10に示す。図10に示すグラフは、EGF無添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を100としたときの各試験区の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度の相対値を示すものである。 The cells in each test group after the main culture in the presence of the above exosomes were evaluated for the uptake of exosomes by the cells by analysis using a flow cytometer in the same manner as in the above test 6. The results are shown in FIG. The graph shown in FIG. 10 shows the relative value of the average GFP fluorescence intensity per cell in each test group when the average GFP fluorescence intensity per cell in the EGF-free group is set to 100.

また、上記各試験区の細胞について、供試細胞によるエクソソームの取り込みを、上記試験5と同様の手法によって共焦点顕微鏡を用いた蛍光観察を行い評価した。500nMのEGFを添加した試験区およびEGF無添加区について蛍光観察を行った結果を図11に示す。これらの画像は各試験区におけるサンプル1に係るエクソソームの細胞内への取り込みを調べた顕微鏡写真(画像)である。下段に500nMのEGFを添加した試験区の結果を示し、上段にEGF無添加区の結果を示す。具体的には、左列に示す写真(画像)は、サンプル1に係るエクソソームの局在を調べた顕微鏡写真である。中央列に示す写真(画像)は、Hoechst33342による核染色の画像である。また、右列に示す写真(画像)は、上記左列に示すサンプル1に係るエクソソームの局在を調べた画像と、上記中央列に示すHoechst33342による核染色の画像とを重ねた(マージした)画像である。 In addition, the cells in each of the above test groups were evaluated for the uptake of exosomes by the test cells by fluorescence observation using a confocal microscope by the same method as in Test 5. FIG. 11 shows the results of fluorescence observation of the test group to which 500 nM EGF was added and the group to which EGF was not added. These images are micrographs (images) of the intracellular uptake of exosomes according to Sample 1 in each test group. The lower row shows the results of the test group to which 500 nM EGF was added, and the upper row shows the results of the EGF-free group. Specifically, the photograph (image) shown in the left column is a micrograph in which the localization of exosomes according to Sample 1 is investigated. The photographs (images) shown in the middle column are images of nuclear staining by Hoechst 33342. In the photograph (image) shown in the right column, the image of examining the localization of exosomes related to sample 1 shown in the left column and the image of nuclear staining by Hoechst33342 shown in the center column were superimposed (merged). It is an image.

図10および図11に示すように、サンプル1に係るエクソソームおよびEGFが存在する条件下で長期間培養した対象細胞は、EGF無添加区の細胞と比較して、エクソソームの取り込み量が顕著に高い(凡そ40倍以上)ことを確認した。特に、上記試験6の結果と本試験におけるフローサイトメーターを用いた分析の結果を比較すると、サンプル1に係るエクソソームおよびEGFが存在する条件下で長期間培養することにより、対象細胞に対してより多くのエクソソームを取り込ませ得る(導入し得る)ことを確認した。以上の結果より、ここで開示する外来物質導入用エクソソーム(即ち、該外来物質導入用エクソソームを含む組成物)を対象の細胞に供給する期間(供給間隔)を調整することで、外来物質を効率よく対象細胞内に導入し得ることを確認した。 As shown in FIGS. 10 and 11, the target cells cultured for a long period of time in the presence of the exosomes and EGF according to Sample 1 had a significantly higher amount of exosome uptake as compared with the cells in the EGF-free group. It was confirmed (about 40 times or more). In particular, comparing the results of Test 6 above with the results of analysis using a flow cytometer in this test, it is possible to obtain more results from the target cells by culturing for a long period of time under the condition that the exosomes and EGF according to Sample 1 are present. It was confirmed that many exosomes can be taken up (introduced). Based on the above results, the foreign substance can be efficiently supplied by adjusting the period (supply interval) for supplying the exosome for introducing the foreign substance (that is, the composition containing the exosome for introducing the foreign substance) disclosed here to the target cells. It was confirmed that it could be introduced into the target cells well.

<試験14:供試細胞としてMIA PaCa−2細胞を用いたエクソソーム取り込み試験>
供試細胞としてMIA PaCa−2細胞を用いた場合の、該供試細胞によるエクソソームの取り込みを評価した。評価方法としては、共焦点顕微鏡を用いた蛍光観察およびフローサイトメーターを用いた分析を行った。なお、エクソソームとしてはサンプル1に係るエクソソームを用いた。試験の詳細は以下のとおりである。
<Test 14: Exosome uptake test using MIA PaCa-2 cells as test cells>
When MIA PaCa-2 cells were used as the test cells, the uptake of exosomes by the test cells was evaluated. As the evaluation method, fluorescence observation using a confocal microscope and analysis using a flow cytometer were performed. As the exosome, the exosome according to Sample 1 was used. The details of the test are as follows.

供試細胞としてMIA PaCa−2細胞を用い、エクソソーム存在下での培養条件を以下に変更した以外は上記試験6と同様の条件および手法により、供試細胞によるエクソソームの取り込みを、フローサイトメーターを用いた分析により評価した。具体的には、前培養後のMIA PaCa−2細胞を、20μg/mLのサンプル1に係るエクソソームと、0nM(即ち、EGF無添加)または500nMのEGFを含む培地中で24時間培養したことと、前培養およびエクソソーム存在下での培養にMIA PaCa−2細胞の継代培養に用いた培地と同様の組成の培地(以下、「MIA PaCa−2培地」ともいう)を用いたこと以外は上記試験6と同様の手法により評価した。 Using MIA PaCa-2 cells as the test cells, the flow cytometer was used to obtain the uptake of exosomes by the test cells under the same conditions and methods as in Test 6 above, except that the culture conditions in the presence of exosomes were changed to the following. It was evaluated by the analysis used. Specifically, the pre-cultured MIA PaCa-2 cells were cultured for 24 hours in a medium containing 20 μg / mL of sample 1 exosomes and 0 nM (ie, EGF-free) or 500 nM EGF. , Except for the fact that a medium having the same composition as the medium used for the subculture of MIA PaCa-2 cells (hereinafter, also referred to as “MIA PaCa-2 medium”) was used for the preculture and the culture in the presence of exosomes. Evaluation was performed by the same method as in Test 6.

結果を図12に示す。図12に示すグラフは、EGF無添加区(コントロール区)における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を100としたときのEGF添加区の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度の相対値を示すものである。 The results are shown in FIG. The graph shown in FIG. 12 shows the relative value of the average GFP fluorescence intensity per cell in the EGF-added group when the average GFP fluorescence intensity per cell in the EGF-free group (control group) is 100. ..

また、上記EGF添加区に係る細胞(MIA PaCa−2細胞)について、該細胞によるエクソソームの取り込みを、共焦点顕微鏡を用いた蛍光観察により評価した。なお、かかる蛍光観察に用いた細胞は、20μg/mLのサンプル1に係るエクソソームと、500nMのEGFに加えて0.5mg/mLの濃度の蛍光色素(テキサスレッド)で標識したデキストラン(Texas red Dextran)を含むMIA PaCa−2培地中で24時間培養したものを用いた。共焦点顕微鏡を用いた蛍光観察は、上記試験5と同様の手法により行った。結果を図13に示す。これらの画像は本試験における、サンプル1に係るエクソソームおよびデキストランの細胞内への取り込みを調べた顕微鏡写真(画像)である。具体的には、最左に示す写真(画像)は、サンプル1に係るエクソソームの局在を調べた顕微鏡写真である。左から2番目に示す写真(画像)は、Texas red-dextranの局在を示す画像である。右から2番目に示す写真(画像)は、Hoechst33342による核染色の画像である。また、最右に示す写真(画像)は、上記最左に示すエクソソームの局在を調べた画像と、上記左から2番目に示すTexas red-dextranの局在を調べた画像と、上記右から2番目に示すHoechst33342による核染色とを重ねた(マージした)画像である。 In addition, the uptake of exosomes by the cells (MIA PaCa-2 cells) related to the EGF-added group was evaluated by fluorescence observation using a confocal microscope. The cells used for such fluorescence observation were dextran (Texas red Dextran) labeled with a fluorescent dye (Texas Red) at a concentration of 0.5 mg / mL in addition to the exosome according to Sample 1 at 20 μg / mL and EGF at 500 nM. ) Was cultured in MIA PaCa-2 medium for 24 hours. Fluorescence observation using a confocal microscope was carried out by the same method as in Test 5 above. The results are shown in FIG. These images are micrographs (images) of the intracellular uptake of exosomes and dextran according to Sample 1 in this test. Specifically, the photograph (image) shown on the far left is a micrograph in which the localization of exosomes related to Sample 1 is investigated. The second photograph (image) from the left is an image showing the localization of Texas red-dextran. The second photograph (image) from the right is an image of nuclear staining by Hoechst 33342. The photograph (image) shown on the far right is an image of examining the localization of exosomes shown on the far left, an image of examining the localization of Texas red-dextran shown second from the left, and the above right. It is an image superimposed (merged) with the nuclear staining by Hoechst 33342 shown in the second.

図12および図13に示すように、供試細胞(即ち対象細胞)としてMIA PaCa−2細胞を用いた場合であっても、EGFによりエクソソームの取り込みが促進されたことを確認した。このことは、対象細胞としてMIA PaCa−2細胞を用いた場合であっても、EGFによりマクロピノサイトーシスを誘導され得ることを示している。 As shown in FIGS. 12 and 13, it was confirmed that EGF promoted the uptake of exosomes even when MIA PaCa-2 cells were used as test cells (that is, target cells). This indicates that macropinocytosis can be induced by EGF even when MIA PaCa-2 cells are used as the target cells.

<試験15:供試細胞としてBxPC−3細胞を用いたエクソソーム取り込み試験>
供試細胞としてBxPC−3細胞を用いた場合の、該供試細胞によるエクソソームの取り込みを評価した。評価方法としては、フローサイトメーターを用いた分析を行った。なお、エクソソームとしてはサンプル1に係るエクソソームを用いた。試験の詳細は以下のとおりである。
<Test 15: Exosome uptake test using BxPC-3 cells as test cells>
When BxPC-3 cells were used as the test cells, the uptake of exosomes by the test cells was evaluated. As an evaluation method, an analysis using a flow cytometer was performed. As the exosome, the exosome according to Sample 1 was used. The details of the test are as follows.

供試細胞としてBxPC−3細胞を用い、エクソソーム存在下での培養条件を以下に変更した以外は上記試験6と同様の条件および手法により、供試細胞によるエクソソームの取り込みを、フローサイトメーターを用いた分析により評価した。具体的には、前培養後のBxPC−3細胞を、20μg/mLのサンプル1に係るエクソソームと、0nM(即ち、EGF無添加)または500nMのEGFを含む培地中で24時間培養したことと、前培養およびエクソソーム存在下での培養にBxPC−3細胞の継代培養に用いた培地と同様の組成の培地(以下、「BxPC−3細胞培地」ともいう)を用いたこと以外は上記試験6と同様の手法により評価した。 BxPC-3 cells were used as the test cells, and the uptake of exosomes by the test cells was performed using a flow cytometer under the same conditions and methods as in Test 6 above, except that the culture conditions in the presence of exosomes were changed to the following. It was evaluated by the analysis. Specifically, the pre-cultured BxPC-3 cells were cultured for 24 hours in a medium containing 20 μg / mL of Exosome according to Sample 1 and 0 nM (that is, EGF-free) or 500 nM EGF. The above test 6 except that a medium having the same composition as the medium used for the subculture of BxPC-3 cells (hereinafter, also referred to as “BxPC-3 cell medium”) was used for the preculture and the culture in the presence of exosomes. It was evaluated by the same method as.

結果を図14に示す。図14に示すグラフは、EGF無添加区(コントロール区)における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を100としたときのEGF添加区の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度の相対値を示すものである。 The results are shown in FIG. The graph shown in FIG. 14 shows the relative value of the average GFP fluorescence intensity per cell in the EGF-added group when the average GFP fluorescence intensity per cell in the EGF-free group (control group) is 100. ..

図14に示すように、供試細胞(即ち対象細胞)としてBxPC−3細胞を用いた場合であっても、EGFによりエクソソームの取り込みが促進されたことを確認した。このことは、対象細胞としてBxPC−3細胞を用いた場合であっても、EGFによりマクロピノサイトーシスが誘導され得ることを示している。 As shown in FIG. 14, it was confirmed that EGF promoted the uptake of exosomes even when BxPC-3 cells were used as test cells (that is, target cells). This indicates that macropinocytosis can be induced by EGF even when BxPC-3 cells are used as the target cells.

ここで、試験14および試験15の結果から、供試細胞としてA431細胞を用いた試験の結果は該A431細胞に特有の現象ではなく、他の細胞(典型的にはヒト由来の細胞、一般的には腫瘍細胞、特にMIA PaCa−2細胞およびBxPC−3細胞)に対しても適用可能であることが確認された。即ち、試験14および試験15の結果は、本発明における対象細胞はA431細胞に限定されず、他の細胞(典型的にはヒト由来の細胞、一般的には腫瘍細胞、特にMIA PaCa−2細胞およびBxPC−3細胞)においても、マクロピノサイトーシスを誘導する物質を供試細胞に供給して該細胞におけるマクロピノサイトーシスを誘導することで、エクソソーム中に内包した外来物質を該細胞内に好適に導入し得ることを示すものである。また、A431細胞以外の細胞(典型的にはヒト由来の細胞、一般的には腫瘍細胞、特にMIA PaCa−2細胞およびBxPC−3細胞)を本発明における対象細胞とした場合であっても、マクロピノサイトーシスを誘導する物質と外来物質とを内包したエクソソームを対象細胞に供給することで、該エクソソームに内包した外来物質を対象細胞内に効率よく導入し得ることを示している。 Here, from the results of Test 14 and Test 15, the result of the test using A431 cells as the test cells is not a phenomenon peculiar to the A431 cells, but other cells (typically human-derived cells, general). It was confirmed that it is also applicable to tumor cells, particularly MIA PaCa-2 cells and BxPC-3 cells). That is, the results of Test 14 and Test 15 show that the target cells in the present invention are not limited to A431 cells, but other cells (typically human-derived cells, generally tumor cells, especially MIA PaCa-2 cells). And in BxPC-3 cells), by supplying a substance that induces macropinocytosis to the test cell and inducing macropinocytosis in the cell, a foreign substance contained in the exosome is introduced into the cell. It shows that it can be introduced suitably. Further, even when cells other than A431 cells (typically human-derived cells, generally tumor cells, particularly MIA PaCa-2 cells and BxPC-3 cells) are used as the target cells in the present invention. It is shown that by supplying an exosome containing a substance that induces macropinocytosis and a foreign substance to a target cell, the foreign substance contained in the exosome can be efficiently introduced into the target cell.

<試験16:SDFにおけるマクロピノサイトーシス誘導試験>
マクロピノサイトーシスを誘導する物質としてSDFを用いた場合の、供試細胞によるエクソソームの取り込みを、フローサイトメーターを用いた分析により評価した。エクソソームとして、サインプル1に係るエクソソームを用いた。また、供試細胞としてHeLa細胞を用いた。試験の詳細は以下のとおりである。
まず、HeLa細胞を24穴培養皿(24ウェルプレート)に4.7×10個/ウェルの細胞密度で播種し、5%CO、37℃の条件下のインキュベータ内で1日間培養した。培地は、HeLa培地を1ウェルあたり1.0mLずつ用いた。
上記1日間の培養(前培養)後のHeLa細胞について、培養容器中の培地を除去し、α―MEM培地(200μL)を用いて培養容器内を3回洗浄した。その後、20μg/mLのサンプル1に係るエクソソームと、100nMまたは200nMのSDFとを含む培地を1ウェルあたり200μLずつ添加し、5%CO、37℃の条件下で24時間培養(本培養)した。ここで、培地としてはHeLa培地(すなわち、10%のFBSを含む)を用いた。また、コントロール区として、培地中にSDFを含有しない(20μg/mLのサンプル1に係るエクソソームは含有する)試験区(以下、「SDF無添加区」ともいう)を設けた。
<Test 16: Macropinocytosis induction test in SDF>
The uptake of exosomes by test cells when SDF was used as a substance that induces macropinocytosis was evaluated by analysis using a flow cytometer. As the exosome, the exosome related to Sinepull 1 was used. In addition, HeLa cells were used as test cells. The details of the test are as follows.
First, HeLa cells were seeded in a 24-well culture dish (24-well plate) at a cell density of 4.7 × 10 4 cells / well, and cultured for 1 day in an incubator under the conditions of 5% CO 2 and 37 ° C. As the medium, 1.0 mL of HeLa medium was used per well.
For HeLa cells after the above 1-day culture (preculture), the medium in the culture vessel was removed, and the inside of the culture vessel was washed 3 times with α-MEM medium (200 μL). Then, 200 μL of a medium containing 20 μg / mL of sample 1 exosome and 100 nM or 200 nM SDF was added per well, and the cells were cultured for 24 hours under the conditions of 5% CO 2 and 37 ° C. (main culture). .. Here, as the medium, a HeLa medium (that is, containing 10% FBS) was used. Further, as a control group, a test group (hereinafter, also referred to as “SDF-free group”) containing no SDF in the medium (containing exosomes according to sample 1 of 20 μg / mL) was provided.

上記エクソソーム存在下での培養後のHeLa細胞について、上記試験6と同様にして、対象細胞におけるエクソソームの取り込みをフローサイトメーターを用いて分析した。結果を図15に示す。図15に示すグラフは、SDF無添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度を100としたときの各試験区の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度の相対値を示すものである。 For HeLa cells after culturing in the presence of the above exosomes, the uptake of exosomes in the target cells was analyzed using a flow cytometer in the same manner as in Test 6 above. The results are shown in FIG. The graph shown in FIG. 15 shows the relative value of the average GFP fluorescence intensity per cell in each test group when the average GFP fluorescence intensity per cell in the SDF-free group was set to 100.

図15に示すとおり、SDF添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、SDF無添加区の一細胞あたりの平均GFP蛍光強度と比較して高かった。また、SDF添加区における一細胞あたりの平均GFP蛍光強度は、培地中のSDFの濃度が高くなるに伴い(培地中のSDF濃度依存的に)増大することを確認した。このことは、SDFを対象細胞に供給することにより、マクロピノサイトーシスを誘導し得ることを示している。即ち、SDFは、上述のEGFと同様に、マクロピノサイトーシスを誘導する物質であり得ることを示している。以上の結果から、マクロピノサイトーシスを誘導する物質としてSDFを好適に使用し得ることを確認した。 As shown in FIG. 15, the average GFP fluorescence intensity per cell in the SDF-added group was higher than the average GFP fluorescence intensity per cell in the SDF-free group. It was also confirmed that the average GFP fluorescence intensity per cell in the SDF-added group increased (depending on the SDF concentration in the medium) as the concentration of SDF in the medium increased. This indicates that macropinocytosis can be induced by supplying SDF to the target cells. That is, it is shown that SDF can be a substance that induces macropinocytosis, similar to EGF described above. From the above results, it was confirmed that SDF can be suitably used as a substance that induces macropinocytosis.

上述のように、ここで開示される技術によると、マクロピノサイトーシスによるエクソソームの取り込みを利用して、外来物質(典型的には薬理活性を有する物質)を対象の細胞内に効率よく導入することができる。また、ここで開示される技術によると、マクロピノサイトーシスによるエクソソームの取り込みを利用して、外来物質(典型的には薬理活性を有する物質)を対象の細胞内に効率よく導入するための組成物、および、外来物質を対象の細胞内へ効率よく導入可能なエクソソームを提供することができる。
このため、ここで開示される技術は、外来物質(典型的には薬理活性を有する物質)を目的の細胞に導入するためのドラックデリバリーシステムに好適に使用し得る。例えば、外来物質として抗がん(抗腫瘍)作用を有する物質や分化誘導作用を有する物質等を用いることで、がん治療の分野や再生医療分野において好適に使用し得る。
As described above, according to the techniques disclosed herein, the uptake of exosomes by macropinocytosis is utilized to efficiently introduce a foreign substance (typically a substance having pharmacological activity) into a target cell. be able to. Further, according to the technique disclosed here, a composition for efficiently introducing a foreign substance (typically a substance having pharmacological activity) into a target cell by utilizing the uptake of exosomes by macropinocytosis. It is possible to provide an exosome capable of efficiently introducing a substance and a foreign substance into a target cell.
Therefore, the techniques disclosed herein can be suitably used in a drug delivery system for introducing a foreign substance (typically a substance having pharmacological activity) into a target cell. For example, by using a substance having an anticancer (antitumor) action, a substance having a differentiation inducing action, or the like as a foreign substance, it can be suitably used in the fields of cancer treatment and regenerative medicine.

Claims (7)

対象細胞に対して外来物質を該細胞の外から細胞内へ導入するために用いるエクソソームであって、
1種または2種以上の外来物質と、
対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質と、
いずれも内包する、エクソソーム。
An exosome used to introduce a foreign substance into a target cell from outside the cell into the cell.
With one or more foreign substances
Substances that induce macropinocytosis in target cells and
Exosomes that contain all of them.
前記対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質が、上皮成長因子(EGF)受容体を刺激する物質、またはCXCケモカイン受容体4を刺激する物質である、請求項1に記載のエクソソーム。 The exosome according to claim 1, wherein the substance that induces macropinocytosis in the target cell is a substance that stimulates the epidermal growth factor (EGF) receptor or a substance that stimulates the CXC chemokine receptor 4. 前記対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質が、EGFもしくはそのアナログ、またはSDFもしくはそのアナログである、請求項1または2に記載のエクソソーム。 The exosome according to claim 1 or 2, wherein the substance that induces macropinocytosis in the target cell is EGF or an analog thereof, or SDF or an analog thereof. 前記外来物質が、薬理活性を有する物質である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のエクソソーム。 The exosome according to any one of claims 1 to 3, wherein the foreign substance is a substance having pharmacological activity. 前記対象細胞がヒトの腫瘍細胞であり、且つ、前記外来物質が抗腫瘍活性を有する化合物である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のエクソソーム。 The exosome according to any one of claims 1 to 4, wherein the target cell is a human tumor cell and the foreign substance is a compound having antitumor activity. 対象細胞に対して外来物質を該細胞の外から細胞内へ導入するために用いる組成物であって、
薬学的に許容可能な1種または2種以上の担体と、
対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質と1種または2種以上の外来物質とをいずれも内包するエクソソームと、
を含む、組成物。
A composition used for introducing a foreign substance into a target cell from the outside of the cell into the cell.
With one or more pharmaceutically acceptable carriers
Exosomes containing both substances that induce macropinocytosis in target cells and one or more foreign substances, and
A composition comprising.
インビトロにおいて、外来物質を対象細胞の細胞内に導入する方法であって、
対象の細胞を含む細胞培養物を準備すること、および
前記細胞培養物中に、対象細胞に対してマクロピノサイトーシスを誘導する物質と、1種または2種以上の外来物質とをいずれも内包するエクソソームを供給すること、
を含む、方法。

A method of introducing a foreign substance into a target cell in vitro.
Prepare a cell culture containing the target cells, and include in the cell culture a substance that induces macropinocytosis with respect to the target cells and one or more foreign substances. Supplying exosomes,
Including methods.

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